YXSPACE-10 快速原型控制器
YXSPACE-10 快速原型控制器
背景
在产品研发前期、算法验证阶段，若采用实际控制器进行控制时，存在周期长、可靠性差等问题。若采用快速控制原型（Rapid Control Prototyping简称RCP），那么就可以高效的、便捷的完成了前期算法的验证。
RCP系统在新能源领域有着巨大的应用潜力，比如光伏变流器、风机变流器、储能变流器等电力电子变换器。只需在MATLAB的Simulink搭建控制算法模型，下载到YXSPACE控制器中，即可实现控制过程。从而开发者可以不用研究任何控制芯片，以及任何嵌入式编程语言，只需要把所有精力放在核心控制算法的研究上面。
南京研旭电气科技有限公司，始终致力于新能源各类产品的研究，也与很多科研院所以及高校建立了深厚的合作关系。多年来积累了很多宝贵的经验，同时也接收很多合作单位的宝贵建议，从而研旭研发出快速控制原型控制器YXSPACE。
YXSPACE，采用TI公司的C2000系列DSP-F28335作为核心控制器。研旭选择此款DSP，正是由于其被广泛应用与各类新能源产品当中。所以YXSPACE快速控制原型在满足控制需求的情况下，更能贴近实际产品，为开发者提供更为可靠的验证结果。
YXSPACE简介
研旭公司推出的YXSPACE产品系列，能够将用户设计的图形化的高级语言编写的控制算法（Simulink）转换成DIDO、AIAO量，完成实际硬件控制。其基本控制框图如下所示：
控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，将模型中的接口与硬件驱动接口绑定后，再结合TI公司的CCS编译工具产生可执行文件，下载至YXSPACE控制器中运行。
研旭YXSPACE软件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同时可以实时监测控制过程中的各类运行量，包括采集量、中间控制变量等。另外此软件集成了保护机制，用户只需要设置硬件运行中的极限值，控制器就会按照此极限值进行实时判断，一旦超过，控制器会自动停止运行，以达到保护后极功率电路的目的。
研旭YXSPACE软件包括了4类控件，分别为按钮控件、指示灯控件、静态框控件、示波器控件等。用户可以借助此4类控件，直观、方便的了解控制器的控制效果。
研旭快速原型控制器—YXSPACE，采用插卡式结构，用户根据实际功能需求，可以灵活配置板卡数量，基本配置是仿真板卡，通信板卡，模拟采集板卡、DIDO板卡。除此之外，还有两个外扩功能卡槽，每个卡槽可以随意外扩模拟采集卡、DIDO板卡。仿真板卡采用USB方式下载程序，通信板卡采用网络方式进行通信，模拟采集板卡具备16通道模数转换，DIDO具有20路DO以及8路DI。
下图为YXSPACE的接口图：
YXSPACE独特优点
1、 采用目前市面成品常用的控制芯片作为CPU，其仿真结果针对实际研究更具有参考性；
2、保护机制齐全，此部分不需要用户实际搭建保护模型，只需配置控制量的极限值即可实现实时保护，让用户不用为安全保护费心，更多的关注于核心控制算法；
3、模型与硬件接口链接简单，只需记住端口编号即可，更不用配置硬件各类细节，免去一切不必要的麻烦；
4、性价比高，在同等功能的前提下，YXSPACE成本更低。
YX-RCP 软件
研旭公司专门为YXSPACE研发了一套上位机监控软件YX-RCP软件，采用组态式交互界面，方便用户灵活、方便的查看控制器的工作信息。下图为软件界面。
软件中有三类设置，包括YXSPACE设置，主要设置通信的IP地址，以及板卡的数量；还包括PWM设置，主要指示PWM的频率值，死区值，以及动作有效值，编码器精度值等；最后包括YXSPACE显示界面，用于最终的数据查看以及设置。
YXSPACE显示界面中包括遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件，他们主要功能如下表：
除此之外，YXSPACE软件还有“开始”“停止”“复位”“保护”按钮，其中保护功能，在实际控制的时候，可以防止由于控制错误而损坏设备，可以通过限制值及时的保护设备。
YXSPACE实际控制案例
并网逆变器案例，控制器采用YXSPACE-10，功率转换采用三相全桥电路。Simulink模型如下：
采用电压空间矢量控制（SVPWM）算法，采集三相电网电压、三相并网电流，直流电压、直流电流等模拟量，进行有功、无功解耦，外环控制电压、内环控制电流，最终计算输出3组互补对称PWM波形，驱动开关器件，从而实现并网逆变器功能。
通过YXSPACE软件配置控制器为控制步长10KHz，PWM模式为互补对称模式，死区2us等。进而搭建相应监控环境，如下图所示：
此监控环境可以监控到电压电压波形、并网电流波形、直流电压和直流电流波形，同时可以通过静态框告知模型控制外环电压值。
控制器运行后，采用软件控件显示三相电网电压波形以及并网电流波形如下图所示。
实际示波器波形图：
紫色为电压，黄色为并网电流。
实物照片：
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