RT-LAB是集成实时计算的平台，一般由一台或多台采用多CPU以及多核技术的高性能计算机组，进行快速控制原型开发和HIL仿真。与MATLAB/Simulink完全兼容，自动生成代码，然后编译，与输入输出连接，最后下载至RT-LAB目标机。

    通过RT-LAB模型库提供的自定义模块来配置I/O接口。工程师仅仅需要拖放模块至模型即可，连接输入输出模块与其他模块，不用担心驱动程序。RT-LAB自动生成代码，将模型的数据流直接连接到物理I/O板卡上。

    3.2 精确度

图6个电机模型转矩的比较

    为由PWM逆变器控制的三种不同电机模型的转矩示意图。标注“FEA(JMAG)”的曲线为在JMAG里FEM计算得出的转矩结果；标注“JMAG-RT”的曲线为基于RT模型的转矩结果；最后，标注“DQ-model”的曲线是DQ电机模型获得的转矩。从上图可以很明显的看出，DQ电机模型的仿真结果是个近似值，忽略了磁通分布的非线性和电磁场的耦合效应。

    3.3 逆变器模型采用TSB

    表示A相电流和转矩的各种闭环测试。具体分为：

   ● 仿真步长为1μs，TSB(带时间戳的电力电子桥)逆变器模型；

   ● 仿真步长为10μs，TSB逆变器模型；

   ● 仿真步长20μs，TSB逆变器模型；

   ● 仿真步长5μs，无TSB的逆变器模型；

    以上测试均采用PWM载波频率12.5kHz。

    从上述测试可看出，采用时间戳技术，在仿真步长分别为1μs，10μs和20μs时仿真曲线基本是重合的，而不采用时间戳技术的仿真步长为5μs的响应曲线，与前者仿真曲线相比，有很明显的相位滞后。

    由此可得，即使对较小仿真步长，实时插值法也是必要的。

    进一步的测试显示，当转子速度为3000RPM时，仿真步长为20μs，可得到精确的仿真结果。对于更高的转速，需要更小的仿真步长5μs，并采用TSB逆变器模型；

    3.4 实时运行时间

    除了JMAG 实时模型方程的精确度外，还有另一更重要的因素——步长影响着实时模型的精度。

    表一为RT-LAB仿真机的最小仿真步长；

    分两阶段：第一阶段，JMAG-RT模型没有任何优化；第二阶段，对上述模型进行优化改进；此外，在开发阶段，进行如下分割：将有IGBT逆变器(和控制器)的主要电气求解器放到一个处理器上计算，电感矩阵的计算放到其他CPU。

    结果表明，完成全数字模型实时仿真的RT-LAB最小仿真步长为12μs，基于双核Opteron仿真机，不带I/O。仿真机通过典型I/O板卡与外部实物控制器相连，进行HIL仿真，如图4所示，最小仿真步长为25μs。

    4 结论

    本文主要目的在于说明电机设计和测试领域的最新开发进展；展现了如何以合适的步长对有限元电机模型进行HIL实时仿真，凭借设计速度和精确的电机模型，此方法将为电气设备的电机驱动设计填补空白。

    在FPGA上直接进行实时仿真将更大的缩短仿真步长，此项研究正在调研和设计阶段。