项目名称

  基于ARM的电力传动高性能实时仿真系统的设计

预计实施时间

  2011.11.15-2012.1.25

采用平台

  ARM+PC上位机

是否需要Kinetis塔式开发板（K40）特别支持

是   

设计大赛将为没有开发工具的网友，提供200个开发板支持名额，提供Kinetis K40塔式开发板一个，供网友完成设计。

特别声明：开发板资源有限，如申请到开发板却又不能按计划完成设计，请联系工作人员退还开发板，我们将把开发板的名额顺延给更多的网友。请大家珍惜有限资源，为同道朋友提供更多机会。

背景描述

    随着计算机技术的发展，基于纯软件环境的仿真系统，如MATLAB/Simulink、Saber、PSPICE 等也逐渐发展起来。这类系统运行在基于个人计算机（Personal Computer，PC）的软件平台上，采用相应的数学模型代替实际系统进行仿真验证。此类仿真系统最重要的不足是缺乏与实际系统接口的能力。

针对传统纯软件仿真的不足，为使仿真环境与实际硬件相结合，达到实时仿真的效果，基于硬件在回路的实时仿真系统被提出。目前，基于硬件在回路的实时仿真系统已广泛用于交直流电力传动系统的设计与验证中。其基本思想是将整个电力传动系统或其子系统集成到硬件仿真环境中，并通过特定的接口与实际系统相连接，达到快速仿真与验证的目的。目前，多种商业仿真平台如RT-LAB、RTDS相继出现，实现了电力传动系统的高速、实时仿真，此类仿真平台一般采用PC簇作为并行处理单元，其售价较高，灵活性及扩展性较差。

功能描述

1.采用Kinetis对电力传动系统中的各硬件的数学模型进行模拟，如逆变器和电机；

2.设计良好的人际接口模块，从而提高整个系统的通用性；例如使用USB转UART模块实现和 PC 机的数据交换，配合上位机软件完成整个系统的智能化操作。 

应用领域

  电力电子与电力传动  通信工程

解决办法

  本系统主要分为两个模块：电力电子设备的特性模拟、人机接口模块的设计。

1.利用Kinetis K40 板上处理器的高速运算能力，对逆变器和电机的离散化数学模型进行模拟，从而在处理器内部完成一个虚拟的电力传动仿真系统。

2.通过板上UART单元实现和PC机的通信，从而根据PC及发送来的指令完成实时仿真系统的参数配置，并进行运算，在计算的过程中将实时计算结果反馈到PC机，从而完成人机接口。

预期效果

  设计出基于ARM的电力传动实时仿真系统，利用Kinetis K40 完成和PC机的人机接口单元的设计。

时间安排

  2011年11月15日~2011年11月30日

  熟悉Kinetis K40开发板，并针对性的进行方案设计

  2011年12月1日~2012年1月25日

  完成电力传动实时仿真系统的设计及人机接口模块的设计。

2012年1月31日

   提交设计的相关技术报告、视频。

总结

  充分利用飞思卡尔M4 MCU的各项资源，完成一个电力传动实时仿真系统的设计。

备注

  本人致力于电力传动实时仿真系统的研究已经一年，并且申请了一个高校自然基金（2010QNB32）。 先前采用FPGA实现电力传动系统中的各项功能，但是却缺乏良好的人机接口模块，此次希望采用贵公司的 Kinetis K40 开发板完成良好的人机接口单元的设计及电力传动系统数学模型的实现，希望能得到贵公司的支持。