（新疆大学 电气工程学院，新疆 乌鲁木齐830047）
逆变器系统属于殽杂系统，智能掌握及故障诊断的DSP代码开拓周期长、效率低、实现比较繁琐。针对这一问题，提出利用Embedded Coder工具赞助DSP实现逆变器智能掌握及故障诊断研究。Embedded Coder将建模工具Simulink、集成开拓环境CCS以及DSP目标板完美链接，在Simulink仿真环境下即可实现DSP的操作与开拓。先容了逆变器构造和PWM触发掌握事理，以及Embedded Coder实现PWM代码的天生方法。利用Simulink设计PWM代码天生模型，并利用Embedded Coder工具天生PWM实行代码，实现Simulink环境下DSP程序调试与逆变器系统开拓。
逆变器；Embedded Coder；PWM；代码自动天生
中图分类号：TN386.2；TM464
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.170020
中文引用格式：安永军，帕孜来·马合木提. 基于DSP的逆变器系统代码天生方法及实现[J].电子技能运用，2017，43(9)：64-67.
英文引用格式：An Yongjun，Pazlai Mahemuti. Code generation method and implementation of inverter system based on DSP[J].Application of Electronic Technique，2017，43(9)：64-67.
0 弁言
逆变器作为风力发电系统与电网的接口，承担着核心电能变换和掌握的浸染，同时是系统中极易发生故障的薄弱环节，系统能否向电网或负载供应优质的电能，逆变器起到至关主要的浸染[1-3]。为了确保电网稳定运行，提高电能质量，逆变器的故障诊断尤为主要，因此近些年逆变器的故障诊断研究成为了国内外学者的研究热点。TMS320F28335 DSP作为TI公司推出的32位浮点数字掌握处理器，其主频150 MHz，具有外设丰富、性价比高、存储空间大、处理速率快等优点[4-5]，一贯被用作逆变器智能掌握及故障检测与诊断系统的核心掌握器。
逆变器系统是范例的相互依赖、错综繁芜的殽杂系统[6]，传统的DSP系统的代码编程费时费工、效率低。Mathworks公司和TI公司联合推出TSP工具，使得在Simulink环境下即可进行嵌入式系统建模、仿真、代码天生及调试事情，大大提高了工程开拓效率。本文在逆变器系统上实当代码自动天生。
1 代码天生技能
代码自动天生技能是指用特定的软件（MATLAB）或者软件中特定的工具箱，建立目标代码的系统仿真模型，并根据特定的目标配置自动天生嵌入式系统运用程序[7-8]。
Embedded Coder是MathWorks公司供应给Simulink用户针对嵌入式系统开拓的强有力的工具。TSP TI C2000(Embedded Coder Target Support Package for Texas Instruments C2000 Processors)工具箱由TI公司和MathWorks公司联合开拓，可与TI公司的CCS(Coder Composer Studio)集成开拓环境(IDE)无缝对接，是针对基于C2000系列DSP嵌入式系统开拓的工具箱[9-10]。该工具箱供应了DSP外围资源一对一的接口模块，可以将系统模型转换为可优化的、可移植的、自定义的产品级嵌入式C代码[11-12]。将模型的旗子暗记源和旗子暗记吸收部分模块更换成I/O端口，由软件供应的系统.tlc文件卖力统筹调用代码天生的全体过程，根据目标配置自动天生系统运用程序。
运用代码天生技能不须要逐句逐行的编写模型仿真所须要代码，并较随意马虎进行相应的调试。与传统设计方法比较，明显具有开拓周期短、用度低、效率高档特点。
2 基于代码天生技能的开拓流程
首先根据需求确定系统设计标准，在Simulink平台中根据设计思路建立系统仿真模型；其次，根据系统设计哀求设置模型参数及仿真环境，并植入相应的智能算法，完成配置事情后进行模型仿真，在仿真过程中实时不雅观测仿真结果。如若仿真结果与估量结果有偏差，则及时完善仿真模型或参数设置并进行反复改动，直至仿真结果与理论结果吻合。仿真完成后对Simulink模型进行目标环境配置，设置系统文件及硬件调试环境，编译代码天生模型，天生代码实行文件（.out），连接硬件调试板，下载实行文件，运行程序，不雅观察并测试系统参数。其开拓流程如图1所示。
3 三电平逆变器
三电平逆变器是常见的电力电子电路拓扑构造，由以两电平变换器的一个桥臂为基本开关单元经由串并联拓扑而成[13]，基本开关单元为图2构造，此电路只输出两种电平，通过此基本开关单元的串联或并联的形式加以组合，以达到输出端输出多于两个电压等级的电压值。可构成如图3所示的三电平逆变器的单相桥臂，3个同样的桥臂并联再与直流电源等必要器件相结合，即可得到三电平全桥逆变器构造。
对桥臂上的IGBT按调制算法规律进行有序的掌握，使IGBT按照固有的规律事情，即可输出三电平全桥互换电压波。其调制算法如图4所示，正半轴载波和调制波天生互补的两列触发脉冲，分别触发VT1和VT3；负半轴载波和调制波天生互补的两列触发脉冲，分别触发VT2和VT4。VT1和VT2的掌握脉冲p1和p2如图5所示。输出线电压Uab如图6所示，与传统两电平逆变器比较，三电平逆变器功率管的耐压、容量提高了一倍，降落了输出线电压的du/dt，波形得到明显改进，比拟与两电平线电压更趋近于正弦波。
4 三电平PWM代码天生
三电平PWM为12路触发脉冲，如若在CCS中逐句逐行编写程序，则是非常弘大的任务量，而且在编程过程中不可避免地会涌现缺点，须要一直地修正和测试代码，需花费大量的人力。为节约人力和韶光，减少出错率，提高开拓效率，利用自动代码天生技能来天生三电平PWM掌握脉冲。建立三电平PWM自动代码天生模型如图7所示。
TSP工具箱中只供应DSP的外围接口，须要利用Simulink的其他工具搭建三电平PWM模型，再由TSP中的Digital Output模块定义输出端口[14-15]。个中PWM模块来自Simulink>Power Systems>SpecializedTechnology>Control&Measurements>Pulse&Signal Generators，此模块为三电平PWM输出模块，设置频率、相位、采样周期等参数，使逆变输出电压为50 Hz。三电平PWM输出有12路脉冲，而每个Digital Output模块只供应8个GPIO接口，须要用Demux和Mux模块组合，用两个Digital Output模块输出脉冲。图7中OUT1模块GPIO0~GPIO7设置利用，OUT2模块GPIO8~GPIO11设置利用，如图8所示，共12路脉冲，掌握IGBT事情。
模型建立成功后，设置目标环境。打开Simulation>Model Configuration Parameter环境配置，在Solver中设置仿真环境为离散环境，Hardware Implementation>Hardware board设置TI Delfino F2833x目标板，在Code Generation>System target file设置ert.tlc系统文件，Toolchain选择CCS开拓环境TI CCSV6 C2000，Interface>Code replacement library设置为TI C28x。代码优化Code Placement>File packaging format设置为Compact，可优化天生代码的逻辑构造，提高代码的可读性。
以上建模及目标环境配置完成后，按Ctrl+B组合快捷键编译模型，或者在模型工具栏中找到编译工具点击编辑模型，如若模型设计及环境配置无误，即可天生.out实行文件，此文件可由CCS下载到DSP中运行。
从全体设计过程来看，DSP开拓职员只需在MATLAB中进行Simulink模型设计、构建、仿真及目标环境配置，替代了编写、调试DSP代码的繁芜过程，减低了出错率，提高了事情效率。
5 系统测试
本文设计了以TI公司的TMS320F28335为主控芯片的逆变器系统，系统由PC、电源、电源扩展模块、光电隔离模块、核心掌握模块、逆变模块等组成。该系统中逆变器构造可从两电平—三电平的构造拓扑，并可以供应逆变器构造性故障全模式，可进行逆变器智能掌握及故障诊断技能的研究。
连接各模块组建实验系统，所有硬件电路接电等待开启。将自动天生的三电平PWM可实行.out文件下载到DSP芯片并运行，开启所有电路电源开关，不雅观测脉冲旗子暗记和逆变器输出线电压波形。不雅观测到VT1和VT2的掌握脉冲波形如图9所示，与图5仿真结果吻合。
示波器显示波形如图10所示。比拟图10与图6，可看出示波器波形与仿真结果完备吻合。
6 结论
针对事情在高频状态下的范例殽杂系统——逆变器系统的智能掌握及故障诊断的DSP代码开拓周期长、效率低、实现比较繁琐的问题，提出基于代码天生技能实现的方法。先容了代码天生技能及其开拓流程，并以三电平PWM代码天生为例展开解释，末了在逆变器实物系统中实现三电平PWM代码的调试。结果证明，该方法大略实用、开拓周期短、缺点率低、效率有明显提高。为逆变器智能掌握及故障检测与诊断算法实践验证供应了方便，具有很高的实用代价。
参考文献
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