逆变器代码生成与自动化实战 · 课程目录

逆变器基础

什么是逆变器？工作原理、核心拓扑结构（单相半桥/全桥、三相桥式）介绍。

PWM调制原理

SPWM与SVPWM的基本原理与数学推导。

代码生成工具链

MATLAB/Simulink Embedded Coder、TI Code Composer Studio、STM32CubeMX 环境搭建与配置。

模型在环仿真

在Simulink中搭建开环SPWM逆变器模型，进行MIL仿真验证。

软件在环仿真

控制算法模型生成C代码，在PC上进行SIL测试，对比仿真结果。

处理器在环仿真

代码部署至开发板，通过PIL验证代码在目标硬件上的实时性。

硬件在环仿真

使用HIL测试平台（Typhoon HIL、NI PXI）对逆变器控制器进行闭环测试。

自动代码生成基础

Simulink模型配置、求解器设置、数据类型定义与信号属性管理。

代码生成配置

Embedded Coder 参数配置（系统目标文件、硬件实现、代码风格优化）。

手写代码集成

将手写的ADC采样、PWM驱动、保护逻辑等底层驱动代码集成到自动生成的代码框架中。

任务调度与实时性

基于RTOS（FreeRTOS）的任务划分，控制、通信、保护任务优先级分配。

ADC采样与调理

电流/电压采样电路设计、ADC配置（过采样、触发源）、采样数据处理（滤波、标定）。

PWM驱动与死区

PWM定时器配置（中心/边沿对齐）、死区时间插入、互补PWM输出。

锁相环技术

基于二阶广义积分器（SOGI-PLL）的电网电压锁相环原理与代码实现。

电流环设计

PI控制器参数整定（带宽法、极点配置法）、dq坐标系下的电流解耦控制。

电压环设计

直流母线电压外环控制器设计，电压前馈补偿策略。

SVPWM算法实现

扇区判断、作用时间计算、切换点生成，C代码实现与优化。

永磁同步电机（PMSM）高速区弱磁控制策略，电压极限圆与电流极限圆分析。

无传感器控制

基于滑模观测器（SMO）或模型参考自适应（MRAS）的转子位置与速度估算。

故障保护逻辑

过流、过压、欠压、过温、短路保护逻辑的软件实现与硬件联动。

通信协议集成

CAN/CANopen、Modbus RTU、EtherCAT协议栈的移植与数据交互。

电机定子电阻、电感、反电动势常数的在线/离线辨识方法。

脚本自动化

使用MATLAB脚本（.m）批量修改模型参数、自动运行仿真并生成报告。

将代码生成、编译、烧录、测试流程集成到Jenkins/GitLab CI流水线中。

测试用例生成

基于Simulink Test或Python脚本自动生成测试用例，覆盖正常工况与边界条件。

自动生成代码的MISRA-C合规性检查，常见违规项修复方法。

代码效率优化

减少代码体积、降低CPU负载（查表法替代计算、循环展开、内联函数）。

多机并联控制

下垂控制（Droop Control）与虚拟同步机（VSG）原理，并联均流策略。

ISO 26262（汽车）或IEC 61508（工业）在逆变器代码开发中的实践，故障注入测试。

综合项目实战

从需求分析、模型搭建、代码生成、硬件调试到HIL测试的完整逆变器开发流程复盘。