Entwurf von Reglern und Steuerungslogiken für elektronische Umrichter

 

Simulink für den Entwurf von Reglern und Steuerungslogiken für elektronische Umrichter

Entwurf und Implementierung digitaler Regelungen für Motoren, Stromrichter und Batteriesysteme

Elektroingenieure verwenden MATLAB® und Simulink®, um digitale Regelungssysteme für Motoren, Stromrichter und Batteriesysteme zu entwickeln.

  • Verwenden Sie Simulink, um Überwachungsalgorithmen und geschlossene Regelkreise zu simulieren und Code für sie zu generieren. So können Sie gegenüber herkömmlicher manueller Programmierung und Testdurchführung auf Hardware den Zeitaufwand für Projekte halbieren.
  • Greifen Sie auf Tausende einsatzbereiter Komponenten für die Modellierung elektrischer Systeme und Beispiele für Desktopsimulationen zu.
  • Verwenden Sie Add-On-Toolboxen für den Entwurf von Steuerungs- und Regelungsalgorithmen, die Entwicklung von Festkomma-Algorithmen, die Signalverarbeitung und die Zertifizierung.
  • Nutzen Sie die Unterstützung von Echtzeit-Simulationen für Speedgoat und andere Echtzeit-Hardwareplattformen.
  • Generieren Sie ANSI C-Code sowie prozessoroptimierten C- und HDL-Code für die gebräuchlichsten Microcontroller, FPGAs und Systems-on-Chip (SoCs).

„Eines unserer Ziele beim Entwurf von Controllern für Umrichter bestand darin, unser Design durch Simulation zu verifizieren, bevor wir Tests auf tatsächlicher Hardware durchführten. Zuerst erstellten wir ein Anlagenmodell des AC-DC-Dreiphasenumrichters und -choppers mithilfe von Simulink, Simscape™ und Simscape Electrical™. Dann erstellten wir ein vollständiges Systemmodell inklusive der Steuerung, Regelung und der Anlage.“

Yoshinori Kurimoto, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)

Verwendung von Simulink für
den Entwurf von Steuerungen und Regelungen bei leistungselektronischen Anwendungen

Erstellung und Optimierung von Algorithmen zur Motorregelung

Verwenden Sie MATLAB und Simulink, um präzise Systemmodelle mittels Bibliothekskomponenten wie Motoren, leistungselektronischen Komponenten, Sensoren und Lasten zu erstellen. Nutzen Sie klassische Techniken des Entwurfs von linearen Regelungssystemen, wie Bode-Diagramme und Wurzelortskurven. Sie können eine automatisierte PID-Optimierung verwenden, um bei elektronischen Umrichtern die Spannung und Frequenz zu regeln.

In Simulink können Sie Simulationen geschlossener Regelkreise unter normalen und abnormen Betriebsbedingungen durchführen, um Strom- und Drehzahlregler zu entwerfen. Entwerfen Sie Logiken für die Fehlererkennung und den Geräteschutz für alle Betriebsarten wie Systemhochlauf, Abschaltung, Fehlerzustand und normalen Betrieb.

Schnellerer Entwurf digitaler Regler für Stromrichter mit Simulink

Mit Simulink können Sie analoge und digitale Komponenten in derselben Simulationsumgebung modellieren. Mit einer Regelkreissimulation der Endstufe und des Reglers können Sie Entwurfsentscheidungen vor der Implementierung bewerten und verifizieren, etwa hinsichtlich der
Spannungs- und Stromregelung.

Modellieren Sie Stromrichter mit verschiedenen Genauigkeitsgraden: Durchschnittsmodelle für die Systemdynamik, Verhaltensmodelle für Schaltungsmerkmale und detaillierte Schaltungsmodelle für die Untersuchung parasitärer Effekte und den detaillierten Entwurf. Lineare Modelle erhalten Sie, indem Sie Analysen des Kleinsignalverhaltens an Schaltwandlermodellen mithilfe von Sinusanregungen und Systemidentifikation durchführen. Diese Modelle sind die Grundlage für den Entwurf von klassischen Reglern, wie ein interaktives Loop-Shaping mit Bode-Diagrammen und Wurzelortskurven.

Entwicklung von Software für Batteriemanagementsysteme mit Simulink

Simulieren Sie elektronische Schaltungen und Batteriemodelle basierend auf einzelnen Zellen. Arbeiten Sie mit Batteriemodellen mit äquivalenten RC-Ersatzschaltbildern, elektronischen Leistungsschaltern sowie unterschiedliche Lasten und Umgebungsbedingungen. Verwenden Sie Simulink, um 
Regler, Überwachungs- und Fehlererkennungsalgorithmen entwerfen, zu optimieren und zu testen.

Optimieren Sie Parameter von Batteriemodellen mithilfe von Testdaten und erfassen Sie Merkmale bzgl. der Zellchemie Temperaturverhalten und Alterung sowie weitere nichtlineare Merkmale. Zustandsbeobachter sind dafür gedacht, den Ladezustand zu ermitteln, die Zellen elektrisch auszubalancieren und den Systemzustand online zu schätzen. Führen Sie Monte-Carlo-Experimente am Modell durch, um Ihre Regler- und Steuerungsalgorithmen unter allen Betriebsbedingungen und in allen Fehlerszenarien zu erproben.

Sie gelangen von einfachen Aufgaben zu komplexeren Vorhaben, indem Sie interaktive Beispiele und Tutorials nutzen.

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