Anwendungen der Leistungselektronik

Power Conversion Control with MATLAB and Simulink

Entwurf digitaler Regler für Leistungswandler

Leistungsumwandlung

Entwicklung von Regelungsalgorithmen für die Leistungsumwandlung

Verwenden Sie Simulink und Simscape Electrical, um analoge elektronische Komponenten und digitale Regelungsalgorithmen in derselben Simulationsumgebung zu modellieren. Mit einer Regelkreissimulation der Endstufe und des Reglers können Sie Entwurfsentscheidungen vor der Implementierung bewerten und verifizieren.

Durch den Einsatz von Simulationen können Sie:

  • Die Endstufe mithilfe von Schaltkreiskomponenten oder mit einem vordefinierten Leistungswandlerblock modellieren
  • Das Leistungswandlermodell für unterschiedliche Stufen des Schaltverhaltens der Leistungselektronik simulieren: gemittelt, ideal oder detailliert nichtlinear
  • Verschiedene Reglerarchitekturen entwerfen, simulieren und vergleichen, einschließlich der Regelung des Spannungs- und Strommodus
  • Klassische Regelungstechniken anwenden und Überwachungssteuerlogik für Schaltmodi entwickeln
  • Regler-Verstärkungsfaktoren automatisch optimieren, in einer oder mehreren Feedbackschleifen mithilfe automatischer Optimierungstools

Ausgewählte Beispiele

Testen und Verifizieren von Regelungsalgorithmen

Simulink beschleunigt das Testen und Verifizieren des Regelungsentwurfs von Leistungswandlern. 

  • Generieren Sie Steuercode für Leistungswandler für Echtzeit-Hardware-in-the-loop (HIL)-Simulationen.
  • Testen Sie die Echtzeitausführung Ihrer Leistungswandlerregelungen, bevor Sie sie auf einem Hardware-Prototyp verifizieren.
  • Identifizieren und beheben Sie gängige Fehler bei der Regelungsentwicklung, indem Sie Testfälle mit Simulink Design Verifier generieren, und verhindern Sie potenzielle Schäden an kostspieligen Hardware-Prototypen.
  • Prüfen Sie die Modell- und die Code-Abdeckung mit Simulink Coverage, um die Vollständigkeit der Tests sicherzustellen und die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen zu gewährleisten.

„Der Übergang vom Entwurfsmodell zur Echtzeit-Software war äußerst schnell, da MATLAB, Simulink und Speedgoat vollständig miteinander kompatibel sind.“


Generieren von Produktionscode

Mit Simulink und Embedded Coder können Sie den manuellen Codierungsaufwand senken und eliminieren.

  • Verwenden Sie Fixed-Point Designer für die Modellierung, Optimierung und die Codegenerierung von Festkomma- und Gleitkomma-Algorithmen für kostengünstige, energiesparende Anwendungen für Leistungswandler.
  • Automatisieren Sie die Integration, Ausführung und Verifikation von generiertem Code für Prozessoren wie ARM® Cortex®-A/M/R, C2000 Microcontroller Blockset, STM32, Infineon® AURIX™, Xilinx® Zynq® und Altera® SoC mithilfe von Embedded Coder und Hardware-Supportpaketen.
  • Lassen Sie neuen, aktualisierten Code automatisch neu generieren, um Änderungen des Regelungsentwurfs des Leistungswandlers widerzuspiegeln.

Der gesamte C/C++ und HDL-Code ist komplett portabel, lässt sich mit zahlreichen Optionen optimieren, ist bidirektional auf das Simulink-Modell zurückverfolgbar und mit Zertifizierungskits zertifizierbar.

„Der Code, den wir mit Embedded Coder generiert haben, tut genau, was er tun soll. Code mit neun PI-Schleifen von Hand zu schreiben und auf Hardware zu debuggen hätte unseren Zeitplan um sechs Monate oder mehr zurückgeworfen.“