HX6022快速控制原型控制器为我公司定制的高性价比DSP控制器，可以方便的连接HIL4/6系列仿真器，支持Simulink自动代码生成功能开发控制算法，可极大程度的加速CHIL仿真开发研究或测试。
图 1 HX 6022产品实物图
一. 主要亮点
性能强劲，主控芯片采用TMS302F28377D，并提供丰富的外设扩展。
可与Typhoon HIL系列高精度实时仿真器通过排线快速互联，实现电力电子及电机系统硬件在回路仿真。
集成扩展资源Simulink驱动模块，方便用户基于Simulink自动代码生成功能灵活的开发控制算法。
采用简约风格设计，一切尽在眼底，开发灵感十足。
使用便捷，性价比极高。
二. 核心资源
TMS320F28377D双核 32bit 浮点DSP内核，主频高达200MHz，运算性能远远优于老一代的TMS320F2833x或TMS320F2834x系列。
高精度ADC，外扩16位16路ADC通道，支持-10V~10V模拟电压输入范围，完美兼容Typhoon HIL实时仿真器以及各大商用实时仿真器模拟量输出接口。
高速电机编码器2组。
DAC通道3路。
强大的存储：
256K/512K 外置SRAM
2Mbit SPI FLASH存储器
2Kbit I2C EEPROM存储器
丰富的通信接口：
USB转串口
2路RS485
2路CAN
2路RS232
其他外设：
3路LED
6个按键
4位数码管
蜂鸣器
三. Simulink驱动模块
由资深HIL工程师以及DSP开发工程师开发提供HX 6022快速控制原型Simulink驱动模块库，包括16位ADC、编码器以及通用GPIO等。为使用该控制器与HIL系列仿真器开展HIL仿真测试，提供了极大的方便。
图 2 Simulink驱动模块库
Tyhpoon HIL系列与HX 6022快速原型控制器IO映射如下表所示。其中HIL仿真器可为HIL402、HIL404、HIL602+、HIL604以及HIL606。
四. 应用场景示意图
可使用一台开发主机，通过USB连接分别控制HIL仿真器和HX6022控制器。其中对象模型基于Typhoon软件，控制算法模型为基于Simulink框图。当如，如果条件允许，也可以使用两台电脑，分别控制管理HIL仿真器和HX6022控制器。
图 3 HX6022应用场景示意图
五. 2套CHIL仿真示例
为方便使用，我司提供了两套完整的CHIL示例模型，分别是并网逆变器双闭环控制CHIL仿真以及电机调速双闭环CHIL仿真。
1.并网逆变器双闭环控制示例
采用典型的LC滤波逆变器拓扑，基于MATLAB自动代码生成功能搭建实现了PQ外环和电流内环的双闭环控制算法。基于Typhoon HIL并网逆变器模型见下图所示，主要包括等值电网、LC滤波器、并网断路器、三相逆变器模块以及测量模块等。
图 4 并网逆变器对象模型
配套的SCADA界面如下图所示。
图 5 并网逆变器SCADA面板
其中，主要控件的功能如下：
●Grid Monitor分组：电网电压设置以及信息观测；
●Inverter分组：逆变器信息观测以及控制；
●PWMs：以250ms刷新率，指示PWM状态（主要用以观测是否有PWM）。
主要需要的操作是在Inverter分组里，包括：
●InitIO：模型启动运行初始化事件，自动配置设置IO输出；
●En：选择控件，模型以及控制器程序运行后，使用该控件功能进行并网操作；
●Pref：正常并网之后，设置功率参考值；
●Qref：正常并网之后，设置无功参考值。
并网逆变器双闭环控制自动代码生成控制算法模型如下图所示。
图 6 并网逆变器控制算法模型
图 7 并网逆变器双闭环控制算法示意图
控制执行周期10kHz。从图中也可以看出模型主要有如下几个部分：
●橘红色框部分：模型初始化配置模块，包括ADC数据读取；
●ArrangeADC子系统：获取外扩16路16位ADC的数据，并进行重新排序；
●ADCToReal子系统：将AD读到的数据转成模型中的实际值；
●Ctrl子系统：双闭环控制算法子系统，可根据需要修改；
●LED_control子系统：控制HX 6022的LED周期性闪烁子系统；
●3路DAC模块：输出参考波到HIL仿真器的模拟量输入1~3通道；
●3个ePWM模块：生成6路PWM脉冲；
●1路GPIO模块（FromTyDO07）：控制算法使能信号，接收来自HIL仿真器DO的第7个通道信号，高电平使能控制算法执行。
CHIL系统运行后，在SCADA可以方便触发控制器运行、修改有功或者无功的参考值，查看波形，观测控制器的控制效果或者保存数据等等。
图 8 SCADA界面设置有功及无功参考值
图 9 CCS变量观测情况
2.电机调速双闭环控制示例
采用典型的永磁同步电机，基于MATLAB自动代码生成功能搭建实现了转速外环和电流内环的双闭环电机调速控制算法。基于Typhoon HIL电机调速模型见下图所示，主要包括直流电源、调速变频器、电流测量以及电机模块。
图 10 电机调速对象模型
电机调速模型配套的SCADA界面如下图所示。
图 11 电机调速SCADA面板示意图
其中主要控件的功能如下：
●Settings分组：转矩、转速设置以及IO初始化等；
●PWMs：以250ms刷新率，指示PWM状态（主要用以观测是否有PWM）；
●Capture/Scope：高速示波器，显示电压电流、转速等信息，可在线添加或者修改显示变量。
主要需要的操作是在Settings分组里，包括：
●InitIO：模型启动运行初始化事件，自动配置设置IO输出；
●LoadTorque：滑块控件，设置电机参考转矩（需要等电机稳定运行后）；
●SpeedRefSet：滑块控件，设置电机参考电磁转速（需要等电机稳定运行后）；
●Reset：按钮控件，触发HIL数字量7通道输出，复位HX 6022控制器控制算法；
自动代码生成控制算法模型见下图所示，控制执行周期10kHz。整体结构与并网逆变器控制算法非常类似，主要的不同是eQEP2模块用于实现电机位置脉冲检测和转速提取提供输入信息。其输入信号来源HIL404的DO输出的4~6通道（ABZ）。
12 电机调速自动代码生成控制算法模型顶层
图 13 Controller控制算法子系统
同样地，SCADA界面（正常情况下此时电机调速闭环已经运行起来了，如果控制异常，可以尝试点击Reset按钮复位控制算法），在界面中，可通过LoadTorque和SpeedRefSet分别给定电机的转矩和转速参考值，查看模型的跟踪效果。如下图所展示的结果为转矩给定100Nm时，电机参考转速从2000rpm阶跃到4000rpm控制过程。
图 14 转速阶跃控制过程
图 15 2000rpm时展开波形
图 16 4000rpm时展开波形
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