阿尔斯通为安全临界功率变换器控制系统生成生产代码

阿尔斯通工程师需要设计能量管理控制和功率变换器控制，以满足严格的性能要求，以亚毫秒的延迟。

“10到20微秒的延迟太多了，因为我们的周期大约是200微秒，”Geerligs解释道。“我们也有复杂的多处理器模型，可以让DSP运行中断进程，Power-PC CPU使用多速率进程。”

此外，阿尔斯通的工程师还使用了不同的工具进行算法开发、建模和仿真。此外，这些工具不提供任何自动代码生成功能，所以他们必须手工编写代码。

“我们的工具还没有整合，所以我们花了很多时间编写转换工具。因为我们没有办法自动生成代码，所以我们只能设计、制定规范，然后手工编写代码，”Geerligs回忆道。“从规范到实现花了很长时间。没有快速的原型，编写文档需要更长的时间，我们缺乏对整个工作的概述，并且很难快速执行更改。”

在评估了几个商业软件包后，阿尔斯通选择了MathWorks工具进行基于模型的设计。阿尔斯通的工程师使用这些工具来设计、模拟和自动生成代码，其中包括为捷克铁路公司的Pendolino倾斜列车设计的有轨电车控制系统和能源管理系统。

在设计阶段，工程师使用Simulink金宝app^®、Simscape Electrical™和statflow^®来发展他们的控制系统。

“金宝app在保持效率的同时，Simulink可以很容易地从设计的一个部分转换功能，或者将定时转换为中断驱动，”Geerligs说。“没有Simulink，这种重大的设计变化将非常困难。”金宝app

工程师使用Simscape Electrical对系统的电气组件进行建模，包括电力电子组件以及电阻、电容器和电感。

使用statflow，团队对监控控制和控制系统状态建模，包括启动、减速和错误处理。在statflow中还实现了功率转换控制与系统中央故障处理单元之间的通信协议。

statflow中的超级状态对故障处理特别有帮助。当我们在子状态中出现故障时，我们从超状态中划出一条线，statflow确保它总是得到正确处理，”Geerligs说。

阿尔斯通团队使用的是MATLAB^®对光纤接口和模拟范围的测量数据进行预处理。他们还使用MATLAB报告和验证了仿真结果。Geerligs使用MATLAB中的Control System Toolbox™来创建和分析Bode图，并开发经典的控制算法。

在Simulink和statflow中模拟系统后，团队使用了S金宝appimulink Coder™和Embedded Coder^®自动生成可用于生产的代码。他们将代码与许多实时操作系统集成，包括Microware 0S-9和风河公司的OSEKWorks。

阿尔斯通的工程师在各个项目中重复使用他们的模型。“MathWorks工具帮助我们定义设计模式，并在库中共享这些知识，”Geerligs解释说。“例如，在有轨电车项目和能源管理项目之间共享故障处理和电气建模。”