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使用仿真设计电力电子数字控制器

作者:能创科技 来源: 日期:2021/7/7 15:29:17 人气:0

  功率转换需要控制IGBT、功率MOSFET和其他固态功率电子器件。通过仿真设计数字控制器有助于确保稳定性,改善电能质量,优化动态性能以及处理故障策略。

  在硬件测试开始之前,电力电子仿真可以在开发早期提供研究数字控制算法、功率半导体和电气系统之间关系的方法。对于电池管理系统和基于电力电子的系统,如电机驱动器,功率变换器和逆变器,快速闭环仿真使电力电子工程师能够在控制器实现之前评估和验证其设计。

  在进行以下工作时您应当考虑使用电力电子仿真:

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  设计和验证新拓扑和控制策略

  使用包含电源,功率半导体,无源电路元件以及PMSM和感应电机等元件库优化系统行为

  分析系统对故障和异常情况的响应

  在转向软硬件实现之前,消除通过仿真发现的设计问题

  重用模型来加速设计迭代和下一代项目

  使用Simulink建模的数字控制Boost变换器

  在Simulink®中进行电力电子仿真,您可以使用标准的电路元件构建多开关器件的复杂拓扑结构模型。您可以使用平均模型或理想的开关行为模型获得非常快的的仿真速度,或使用详细的非线性开关模型进行寄生和详细设计。与SPICE等通用电路仿真器不同,Simulink为电力电子仿真提供了控制设计、算法优化和自动代码生成等功能:

  设计,仿真和比较控制器架构。

  在非线性系统模型上应用经典控制技术,例如Bode和根轨迹图,对包含开关特性系统使用交流频率扫描和系统识别等方法。

  使用自动调优工具在单个或多个反馈回路中自动调优控制器。使用滑动模式控制或增益调度等技术设计非线性控制器。

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  设计并彻底测试故障保护电路和逻辑。

  使用优化和分析工具优化系统参数并进行灵敏度分析。

  通过在多核处理器和计算集群上并行运行,加速需要多次仿真的研究。

  从控制算法生成C或HDL代码,以便使用实时目标计算机进行快速原型设计,或将算法布置到微控制器或FPGA上。

  从电路和电机模型生成C或HDL代码,部署到具有多核CPU和FPGA的实时目标计算机,进行硬件在环验证控制器。

  用形式化验证方法来测试用于太阳能发电的防孤岛功能等应用的嵌入式软件,以符合政府法规和标准,如UL 1741。



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