摘要：根据大型武器装备的技术特点，以某型数传机板级检测适配器设计为例，介绍了一种基于CPCI总线电路板检测原理。在此基础上，继电器阵列的灵活运用，FPGA、构成板极检测适配器的通用接口电路，并提供相关的软件测试流程和硬件控制方法。
1 控制器的建模
DSP执行所有控制逻辑作为无速度传感器矢量控制器的核心。DSP输入包括油门踏板给出的速度ωr,以及电机的三相电流反馈iu、iv、iw,无速输入；输出是驱动三相逆变电路的6路PWM信号,TMS320F2812具有硬件PWM发生器,PWM没有必要建模和生成代码，因此模拟模型中的输出是电机三相电压Vu、Vv、Vw。矢量控制是一种速度-电流双闭环控制系统，如图1所示。模型需要转换为代码DSP中间运行，只能使用Simulink离散时间模块。
基于三相静态坐标系的变量在模型中添加后缀u、v或w区分；两相静止坐标系的变量加a或b后缀；变量加在两相旋转坐标系下d或q后缀。图1中标*变量表示目标量和标准量^变量表示估计。控制系统的速度环由带限幅PI调节器构成，ωr速度环给定，速度反馈ω^r由磁链观测器提供，PI根据电机参数计算链接输出(模块Fcn1)获得电磁转矩分量电流的给定值iqs;电流环基于两相旋转坐标系(dq)设计分别针对转子磁链分量和电磁转矩分量进行前馈解耦PI调节,λr(Lamda_r)根据电机参数计算转子磁链的给定值(模块Fcn3)转子磁链分量电流的给定值ids。在两相固定坐标系下，自适应磁链观测器根据电机的激励（相电压）和响应（相电流）计算电机转速ω^r与转子磁链相位θ(theta)。
1.1 坐标变换模块
坐标变换模块在两相/三相静态坐标系之间或两相静态/旋转坐标系之间转换变量，转换公式如表1所示。
1.2 电流控制模块
电流控制模块控制定子电压，不断跟踪参考电流，实现电流闭环控制。定子电流在dq坐标系下可以解耦为控制转子磁链ids并控制电磁转矩iqs,通常，电流控制模块使ids保持给定的恒定值，使iqs跟踪给定的变化。
定子电压在dq坐标系下的d(q)轴分量Vds(Vqs)不仅仅是ids(iqs)还有交叉耦合项ωm[Ls-M2/Lr]iqs(ids),其中M为电机互感，Ls对定子子，Lr对转子的感觉。因此，如图2所示，引入前馈解耦，使用给定d、q轴电流计算交叉耦合电压项，然后叠加到电机控制电压端进行补偿，消除交叉耦合电压项的影响PI控制环工作良好。
式中的ωm磁链观测器输出的转子磁链同步角速度ω^r图1中的模块是转子的实际角速度Fcn,使用iqs和ω^r相加计算出ωm,使用前馈环节。
1.3 磁链观测器模块
磁链观测器设计在两相固定坐标系下，采用模型参考自适应方法。坐标系下交流异步电机的状态空间表达：
同样的激励vs作用于电机及其参考模型的比较is、i^s,根据响应间误差调整设计参数e不断调整矩阵A可变参数中ωr,使误差e趋于0。磁链观测器在Simulink如图3所示，各矩阵模块按公式(3)定义，将输入向量乘以矩阵。
H是观测器增益矩阵，e观测器的状态空间表达式为：
为了使误差e趋于0，在图4中加入PI实现闭环控制的参数调节算法。PI算法的估计转速表达式为：
2 仿真结果
将矢量控制器的模拟模型创建为子模块，命名为CPU,之后利用SimPowerSystems如图5所示，建立了交流异步电机控制系统的整体模拟模型。PWM生成器(PWM Generator)根据控制器输出的三相期望电压产生6路PWM驱动桥式逆变器的脉冲(UniversalBridge)电机的三相电压作用于感应电机的模拟模具( Induc-tionMotor),电机三相电流值滤波后反馈给矢量控制器。
各模块参数的配置：PWM载波频率指定为2kHz;电机模型设置为鼠笼型，极对数p=2,定子电阻Rs=0.435Ω,转子电阻Rr=0.816Ω,定子漏感Lls=0.002H,转子漏感Llr=0.002H,互感M=0.06931H,转动惯量J=0.089kg·m2.控制器参数定子自感Ls=M Lls,转子自感Lr=M Llr,观测器增益H通过lqe获得函数。系统中使用了4个PI控制器：速度环，d、q轴电流，速度估计，需要整理。
系统空载启动，以验证控制器的静态和动态性能t=0.5s时突加负载T=50Nm,t=1s将转速给10000r/min降到500r/min。模拟定子电流、转速和扭矩波形如图6所示~8所示。
由仿真波形可以看出,由于自适应磁链观测器存在收敛的过程,从零初始条件启动时有较大的超调,这种超调随着观测器的收敛有所改善;t=0.5s突然加载，速度突然下降，但恢复平衡；t=1s当速度变化时，可以跟踪速度响应，稳定运行时无静差。模拟结果证明，本文给出的控制器模型合理有效。
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