鲁 鹏，付 强，杨 艳，胡 旭，谷明信，罗天洪

（重庆文理学院智能制造工程学院，重庆 402160）

0 引言

随着我国高端制造行业的发展，基于数字控制的电机调速系统在很多领域得到了广泛应用，掌握电机控制系统的原理与应用，已成为智能制造、机器人、无人驾驶、航空航天等行业相关技术人员的迫切需求[1]。

电机控制课程实验是掌握控制理论的重要环节，而现在国内的教学装置有些开放性差，只能修改某些参数或者简单外部接线，学生无法掌握内部的开发流程；另外一类实验设备又过于复杂，如基于C 语言的电机控制开发套件，欲对系统有深入理解需花费大量时间，而且信号检测还需要单独的仪器，中间变量的输出更是难以图形化显示，以上两种方式均不能达到理想教学效果。

近10 年来，基于模型设计（MBD）的V 形开发流程在华为、波音等先进制造业中获得了广泛认同。这种设计思路是在系统开发的不同阶段建立相应的系统模型，利用高层次语言进行设计、仿真和系统实现。如图1 所示，这种思想让理论与实践紧密地联系起来。开发人员在各个环节可以进行硬件在环（Hardware-in-the-Loop，HIL）仿真，从而降低了开发难度，缩短研发时间，真正做到设计更快，质量更高，灵活性更大[2-5]。

图1 基于模型设计的控制策略开发流程

德国dSPACE 公司开发的实时仿真系统以及加拿大的Quanser 系统是目前被广泛使用的MBD 实时硬件在环开发平台[6-8]，系统软件平台采用MATLAB∕Simulink，自动化的代码生成∕下载以及快捷的调试环境使得应用开发过程快速易行；……