[发明专利]一种功率开关设备开发测试系统

说明书

本发明公开了一种功率开关设备开发测试系统，包括主回路模块、控制器模块、指令模块、数据处理模块和显示模块，采取全软件在线仿真的方式，将硬件模拟与控制算法相结合，可测试功率开关设备的主回路特性，也可验证控制算法的控制性能，同时可作为上位机功能测试的陪试设备。本发明可广泛应用于多种功率开关设备的硬件原理测试和控制软件原理测试，也可作为上位机功能测试的陪试设备，提高了功率开关设备测试的安全性和经济性，减少了开发与测试全流程所花费的时间，可显著提升功率开关设备的开发和测试效率。

技术领域

本发明属于计算机仿真测试领域，具体一种功率开关设备开发测试系统。

背景技术

功率开关设备在调试控制软件时，需准备实验场地、实验设备、仪器仪表、动力电源和各种负载等，准备工作复杂；因为涉及强电，且设备有可能因为控制软件的缺陷而导致爆炸，危险性高；在调试时，需要消耗场地、人员和电力等，成本巨大。同时，如果功率开关设备在不满足设计性能指标，需要更改硬件，返工非常麻烦。

发明内容

本申请的目的在于，克服系统资源缺乏的困难，将硬件模拟与控制算法相结合，提出了一种功率开关设备开发测试系统的实现方案，可测试功率开关设备的主回路特性，也可验证控制算法的控制性能，同时可作为上位机功能测试的陪试设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种功率开关设备开发测试系统，包括数据处理模块以及分别与数据处理模块连接的主回路模块、控制器模块和指令模块；所述的数据处理模块由控制变量单元、控制器状态变量单元、主回路状态变量单元和事件排序器组成，所述的主回路模块采用Buck/Boost升降压混合电路，建立如下数学模型

其中：L₁和I_L1分别为第一电感L1的电感值和工作电流，L₂和I_L2分别为第二电感L2的电感值和工作电流，C₁和U_C1分别为电容C1的电容值和两端电压，R_cell和V_cell分别为负载电池的内阻值和电动势，R_IGBT1、I_IGBT1和U_IGBT1分别为第一开关管S1的等效电阻值、工作电流和两端电压，R_IGBT2和U_IGBT2分别为第二开关管S2的等效电阻值和两端电压，V_DC为直流母线电压，t为时间；

通过以下计算公式对微分方程组进行求解，模拟真实主回路的特性：