产品概述
开源多电机驱动控制综合实验平台是基于TMS320F28335 DSP和MATLAB/Simulink开发。由三组电机对拖平台（含高性能扭矩传感器）、电机驱动控制实验箱、上位机和软件包组成。电机包括一台直流有刷电机（汽车电动门窗、座椅、小型自动化设备等广泛应用）、三台永磁同步交流伺服电机（机器人、自动化设备等广泛应用）、一台交流异步电机（特斯拉电动汽车广泛应用）和一台直流无刷电机；硬件原理图全部开源；软件包提供开源的电机驱动控制程序。
系统提供电机驱动控制仿真、信号采集、PWM产生、坐标变换和FOC磁场定向控制、恒压频比调速、电流环、速度环和位置环等内容。可支撑自动化专业、电气工程及其自动化专业、机械设计制造及自动化专业、机器人工程专业、智能科学与技术专业、人工智能工程专业中《电机学》、《电机拖动与控制》、《伺服电机与驱动技术》、《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》等课程的配套实验实践平台，同时可支撑科研工作者开发新型的电机控制模型和算法的科研平台。
产品特点
(1)电机为工业中广泛应用的四种类型（直流有刷电机、直流无刷电机、永磁同步伺服电机和异步电机）。
(2)软硬件底层全部开源，方便二次开发。
(3)基于TI DSP嵌入式和MATLAB/Simulink软件开发，在Simulink中进行模块化编程实
电机的驱动控制，验证各种算法，自动生成代码。
(4)电路模块化设计，可插拔，具有各种编码器接口，信号方便用万用表和示波器观测。
(5)支持PWM和SVPWM、矢量控制等电机驱动控制算法。
(6)支持PID、电流环、速度环、位置环等控制算法。
(7)可通过上位机在线观测、记录、修改参数。
(8)可以实现对拖，施加可变负载，研究高级控制算法在可变负载下的伺服性能。
平台组成
电机驱动控制综合实验平台由实验控制箱和电机对拖平台组成，开发流程如图2所示。
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实验控制箱
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电机对拖平台
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由TMS320F28335 DSP作为主处理器。电机驱动控制程序支持在MATLAB/Simulink中编写、自动生成代码、自动编译下载到控制器中运行。实验控制器和电脑上位机之间通过串口连接。
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电机平台由电机本体、扭矩传感器、光电式增量编码器和联轴器构成。电机包括永磁同步电机、直流有刷电机、直流无刷电机和异步电机；编码器线数为2500PPR，4倍频；扭矩传感器测量电机正反转扭矩信号。
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实验平台主要参数如表一所示：
表1 电机综合实验平台技术参数
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设备名称
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主要技术参考指标
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硬件电路板
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底板
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2路增量式编码器调理电路、1路霍尔调理电路、5路开路输出、2路AD输入调理电路（1路正负10V，1路0-5V）、2路按键开关、4路拨码开关、1路蜂鸣器调理电路
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控制板
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2路CAN通讯电路、5V转3.3V和1.9V电源电路、1路RS232电路、2片PWM输出3.3V转5V芯片、复位按键及3个接线端子
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电机功率驱动板
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6个MOS管及散热片、3个MOS驱动芯片、3个电流采样芯片
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电源板
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24V转+15V电路、+15V转+5V电路、+5V转-5V电路
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外部扩展板
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1路SCI接口、1路SPI接口、1路并口、2路AD及2路GPIO接口
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交流伺服电机
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额定电压
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36V
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额定功率
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200W
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额定转速
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3000RPM
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增量式编码器
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2500PPR
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直流有刷电机
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额定电压
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24V
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额定功率
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205W
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额定转速
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2800RPM
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异步电机
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额定电压
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24V
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功率
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150W
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转速
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1450RPM
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增量式编码器
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2500PPR
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直流无刷电机
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额定电压
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24V
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额定功率
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200W
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额定转速
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3000RPM
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扭矩传感器
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量程
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0-2Nm
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灵敏度
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1-1.5 mV / V
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零点输出
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±2% F.S.
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制动电阻
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电阻值
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5Ω
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功率
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200W
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其他模块
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电源模块、USB数据线、USB转串口、扭矩信号放大器
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实验内容
列表2所列实验内容为可以在本平台完成的所有实验列表，所有实验程序均在Matlab/Simulink软件中编写，所有程序源代码均开放，可以自由修改，实验均配有演示视频。
表2 电机平台实验项目
本科和研究生教学课程：
电机学
电机拖动与控制
电力电子技术
MATLAB建模与仿真
伺服电机与驱动技术
电机及电力拖动基础
单片机原理及应用
支撑科研方向：
电机参数自动辨识
负载惯量识别
S型曲线速度规划
PI参数自动整定
鲁棒控制
模型预测控制
自适应鲁棒控制
自抗扰控制
