產品展示
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產品描述
一、背景
在產品研發前期、算法驗證階段，若采用實際控制器進行控制時，存在周期長、可靠性差等問題。若采用快速控制原型（Rapid Control Prototyping簡稱RCP），那么就可以高效的、便捷的完成了前期算法的驗證。
RCP系統在新能源領域有著巨大的應用潛力，比如光伏變流器、風機變流器、儲能變流器等電力電子變換器。只需在MATLAB的Simulink搭建控制算法模型，下載到YXSPACE控制器中，即可實現控制過程。從而開發者可以不用研究任何控制芯片，以及任何嵌入式編程語言，只需要把所有精力放在核心控制算法的研究上面。
南京研旭電氣科技有限公司，始終致力于新能源各類產品的研究，也與很多科研院所以及高校建立了深厚的合作關系。多年來積累了很多寶貴的經驗，同時也接收很多合作單位的寶貴建議，從而研旭研發出快速控制原型控制器YXSPACE系列。
YXSPACE-SP1000（以下簡稱SP1000）采用TI公司的C2000系列DSP-F28xx作為核心控制器。研旭選擇此款DSP，正是由于其被廣泛應用與各類新能源產品當中。所以SP1000快速控制原型在滿足控制需求的情況下，更能貼近實際產品，為開發者提供更為可靠的驗證結果。
二、YXSPACE-SP1000簡介
研旭公司推出的YXSPACE產品系列，能夠將用戶設計的圖形化的高級語言編寫的控制算法（Simulink）轉換成DIDO、AIAO量，完成實際硬件控制。其基本控制框圖如下所示：
控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，將模型中的接口與硬件驅動接口綁定后，再結合TI公司的CCS編譯工具產生可執行文件，下載至YXSPACE控制器中運行。
研旭YXSPACE-VIEW1000軟件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同時可以實時監測控制過程中的各類運行量，包括采集量、中間控制變量等。YXSPACE-VIEW1000包括了6類監控功能，分別為功能按鈕、通用DO按鈕、通用DI指示燈、波形顯示、設定數值、回顯數值等。用戶可以借助這些功能，直觀、方便的了解控制器內部運行的詳細信息。
三、SP1000控制器資源
研旭SP1000采用一體式結構，簡潔輕便，板卡資源如下：
四、YXSPACE獨特優點
?采用目前市面成品常用的控制芯片作為CPU，其仿真結果針對實際研究更具有參考性；
?在Matlab中設計的控制算法自動生成代碼，自動加載到實時目標機中運行，避免了繁瑣的編程和Debug工作
?使用門檻低，會Matlab仿真即可完成實驗測試工作，所有測試工作只需一人即可完成
?保護機制齊全，此部分不需要用戶實際搭建保護模型，只需配置控制量的極限值即可實現實時保護，讓用戶不用為安全保護費心，更多的關注于核心控制算法；
?模型與硬件接口鏈接簡單，只需記住端口編號即可，更不用配置硬件各類細節，免去一切不必要的麻煩；
?性價比高，在同等功能的前提下，YXSPACE成本更低。
?具備自主編寫的驅動庫，可以直接導入到Simulink庫中，用戶可以直接在Matlab軟件中拖動相應的硬件元件庫，將模型中的數據直接與硬件對接，無需再花費時間去查詢硬件映射。8種庫文件，可適用于各種工程調試需求。
?模型轉換文件的透明化，用戶可直接查看模型轉換后的源碼。
五、YXSPACE-VIEW1000軟件
研旭公司專門為SP1000研發了一套上位機監控軟件VIEW1000軟件。
VIEW1000包括了6類監控功能，分別為功能按鈕、通用DO按鈕、通用DI指示燈、波形顯示、設定數值、回顯數值等。用戶可以借助此監控功能，直觀、方便的了解控制器內部運行的詳細信息。
軟件中包含控制器設置界面以及工作區。
其中控制器設置界面共有4類控制器設置，包括仿真步長設置，DO控制源設置，QEP/CAP模式設置，PWM模塊設置。
工作區包括功能按鈕，DO設置，DI顯示，設置值，以及觀測值等監控功能。
?建立通信：表示控制器與VIEW1000建立通信關系；
?停止通信：表示控制器與VIEW1000斷開通信關系；
?設置：表示將設置參數文件下載至控制器中。
?復位：表示對控制器整體進行復位操作；
?啟動仿真：通知控制器運行simulink模型；
?錄播：將控制器上傳的值保存，以便分析查看。
六、SP1000獨有驅動庫
研旭自行開發了Simulink驅動庫，如下圖所示：
在Simulink的庫瀏覽欄中，添加研旭的驅動庫，右側就可以添加各類驅動支持驅動模塊，如ADC模塊，DAC模塊，DI模塊，PWM模塊，編碼器模塊以及示波器模塊等。用戶通過在模型中調用這些驅動模塊，就可以將模型與硬件對應起來。
雙擊ADC驅動，如下圖所示：
驅動信息為16位精度ADC，最高采樣率為200KHz。其中ADC_A_CH1表示ADC的第一通道。每個驅動模塊都有唯一的通道號，與硬件接口編號一一對應。
雙擊PWM驅動如下圖所示：
驅動信息為PWM_I的第一通道A的占空比值，數據類型為16位無符號。
雙擊DAC驅動如下圖所示：
DAC驅動信息為DAC_CH1第一通道模擬輸出，精度為16位，最高輸出頻率可以達到100Khz。
雙擊示波器驅動如下圖所示：
Scope Channel 1表示第一通道示波器，與VIEW1000軟件波形顯示的CH1對應，每個示波器驅動都有唯一的通道號，分別對應VIEW1000軟件中波形顯示的通道數。
七、模型源代碼
在實際應用中，很多用戶會提及，模型轉換的文件是否透明？是否可以查看最終的源代碼？答案是肯定的，用戶可以查看、編輯轉換后源代碼，換句話說simulink內部自帶的算法模塊，可以透明的轉換成源代碼呈現在用戶面前。
在模型開發的第一階段，往往更加關注控制功能的實現，一旦功能實現后，接下來根據需要進行第二階段，即模型優化階段。但是模型的優化依據，往往需要查看模型轉換的源代碼。此時需要借助TI公司提供的Code Composer Studio開發環境，簡稱CCS，通過CCS軟件導入模型轉換工程，查看產生的源碼文件、內存分配文件等，讓用戶更深了解到轉換底層的信息。只有這樣用戶才能完成更佳的模型優化，甚至是產品級的代碼優化。
具體導入工程的界面如下所示：在CCS環境下，用戶可以方便的查看模型轉換的源文件，源代碼，內存配置等信息。對于反過來的模型優化具有參考意義。當然通過此環境，用戶也可以直接進行代碼修改，實現代碼級優化，而且可以直接下載、調試，為產品級代碼開發提供了條件。
八、SP1000實際案例
并網逆變器案例，控制器采用SP1000，功率轉換采用三相全橋電路。如下圖示意圖所示：
Simulink模型搭建如下：
采用電壓空間矢量控制算法，采集三相電網電壓、三相并網電流，直流電壓、直流電流等模擬量，進行有功、無功解耦，外環控制電壓、內環控制電流，最終計算輸出3組互補對稱SVPWM波形，驅動開關器件，從而實現并網逆變器功能。
通過SP1000軟件配置控制器為控制步長10KHz，PWM模式為互補對稱模式，死區1us等,如下圖所示設置界面：
然后在VIEW1000軟件可以監控到電壓電壓波形、并網電流波形、直流電壓和直流電流波形，同時可以通過靜態框告知模型控制外環電壓值等，如下界面所示。
通過錄波功能，將實驗過程的數據可以保存下來， 利用MATLAB的plot描點工具，將原始數據以圖形形式展現出來，如下圖所示三相并網電流波，然后通過plot內部自帶的縮放、擴放等工具，可以對數據進行更加深入的分析。
若用戶想將模型內部關鍵節點數據采用模擬量方式輸出時，此時只需要調用SP1000的DAC模塊驅動，然后通過實際示波器測量DAC接口即可。下面是將占空比與PWM信號同時測量的示波器屏幕截圖，1通道為PWM實際輸出波形，2通道為模擬量輸出的占空比波形。
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