[发明专利]AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试仪器，具体涉及AXIe接口燃机油门执行器的模拟。

背景技术

油门控制器是油门控制系统的重要组成部分，其主要功能是对油门执行器的姿态与运动速率进行控制。控制命令的正确与否将对执行器的运行结果产生直接影响。为保证控制器运作的可靠性，确保生产安全，研制燃机油门执行器模拟器以检测油门控制器工作状态就变得至关重要。

油门执行器作为工业生产中重要组成部分，具有体积大、功耗高等特点。

目前，对于油门执行器模拟器的研究主要集中在仿真领域，市场上还没有用于测试油门控制器的执行器模拟器实物，且仿真的结果远不如实物模拟效果贴近实际。而执行器本身具有体积大、功耗高的特点，使得传统的PXI、PXIe、LXI等旧有标准越来越不能满足需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决采用仿真的油门执行器模拟器的模拟效果不好的问题，本发明提供一种AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置。

本发明的AXIe接口燃机油门执行器的模拟装置，所述模拟装置包括协议接口、燃机油门执行器模拟器和上位机；

协议接口包括AXIe接口和RS422接口；

RS422接口，用于实现燃机油门执行器模拟器实时将油门执行器的位置和转速及负载大小发送至油门控制器；

AXIe接口，用于实现上位机与燃机油门执行器模拟器之间的通信；

所述AXIe接口支持PCIe和LAN通信，并具有符合AXIe规范的定时与同步、触发的功能；

燃机油门执行器模拟器，用于模拟油门执行器，根据油门控制器的控制信号，实时获得油门执行器的位置和转速及负载大小；

上位机，用于根据燃机油门执行器模拟器的位置和转速及负载大小，判断油门执行器是处于正常工作状态、过载状态或故障状态。

所述AXIe接口包括PCIe接口、LAN接口、定时与同步、触发接口和地址总线接口。

所述PCIe接口，由高速收发器和可编程逻辑器件组成；

高速收发器，实现PCIe接口的物理层，在发送时将并行数据转换成串行差分信号发送给PCIe总线，接收时将高速串行差分信号转换成并行本地总线信号；

可编程逻辑器件，实现对转换成的并行本地总线信号的收发和处理。

所述LAN接口由PHY芯片与硬核处理器两部分组成；

PHY芯片，用于实现LAN协议物理层功能的核心器件，在发送时将本地总线信号转换成千兆以太网信号送入网线，在接收时将网线上的信号转换成本地总线信号；

硬核处理器，实现对转换成的并行本地总线信号的收发和处理。

所述定时与同步、触发接口通过可编程逻辑器件实现。

所述地址总线接口通过可编程逻辑器件实现。

所述燃机油门执行器模拟器包括执行器模拟器三相等效电路、数据采集模块和编码模块；

油门控制器的控制信号输入至执行器模拟器三相等效电路中，数据采集模块采集执行器模拟器三相等效电路中的等效负载和取样电阻的电压信号；

数据采集模块采集的取样电阻的电压信号和等效负载的电压信号同时输入至编码模块，编码模块对取样电阻的电压信号和等效负载的电压信号进行编码后获得油门执行器的位置和转速及负载大小，且通过AXIe接口发送至上位机，同时将获得油门执行器的位置和转速及负载大小通过RS422接口发送至油门控制器。

所述执行器模拟器三相等效电路中的单相等效电路包括电机定子的等效电感L1、电机定子的等效电阻R1、电机转子的等效电感L2、电机转子的等效电阻R2、铁耗的等效电感LS、铁耗的等效电阻RS、等效负载RL和取样电阻R；

等效电感L1的一端与等效电阻R1的一端连接，等效电阻R1的另一端与等效电阻RS的一端和等效电感L2的一端同时连接，等效电感L2的另一端与等效电阻R2的一端连接，等效电阻R2的另一端与等效负载RL的滑动端连接，等效负载RL的固定端与取样电阻R的一端连接，等效电阻RS的另一端与等效电感LS的一端连接，取样电阻R的另一端与等效电感LS的另一端同时接电源地；

等效电感L1的另一端与电源地之间输入油门控制器的控制信号。

所述数据采集模块采用三个A/D转换器实现，每个A/D转换器同时采集单相等效电路中的等效电阻RL的电压和取样电阻R的电压。

所述AXIe接口和编码模块采用同一个FPGA实现，数据采集模块和执行器模拟器三相等效电路设置在FMC夹层板上，数据采集模块通过FMC接口与编码模块通信。