VONSCH加速了太阳能逆变器和电池充电器控制系统的发展

挑战

根据不断变化的市场需求,开发太阳能逆变器和电池充电器控制系统

解决方案

利用MATLAB和Simulink进行基于模型的设计,对电力电子和控制系统进行金宝app建模,运行仿真,并生成TI微控制器的嵌入式代码

结果

  • 产品开发时间缩短一年
  • 通过模型重用加速新产品的研发
  • 硬件原型数量减少

“基于模型的设计使我们能够快速适应不断变化的法规和要求。在原型硬件出现之前,我们在Simulink中设计和模拟整个系统,并为控制器生成嵌入式代码,在硬件出现后的一到两天内完成原型。”金宝app

Jakub Vonkomer博士,VONSCH
FOTO控制1f和FOTO充电器产品的开发和测试。下载188bet金宝搏

政府对可再生能源的激励以及消费者对太阳能优势的认识不断提高,引发了对高效太阳能电池充电器和太阳能逆变器的需求。VONSCH开发了两条产品线来满足这一需求:FOTO充电器DC 48和FOTO控制1f。FOTO充电器产品使用太阳能电池板的直流(DC)输出为电池充电,FOTO控制1f产品将太阳能电池板或电池的直流输出转换为交流电(AC),交流电可直接接入电网或在本地使用。下载188bet金宝搏

VONSCH使用基于模型的设计来加速其太阳能逆变器和电池充电器产品控制软件的开发。下载188bet金宝搏

VONSCH的研发软件工程师Jakub Vonkomer博士说:“基于模型的设计大大缩短了我们的开发时间,使我们能够在新法规要求不断变化的情况下满足目标发布日期。”。“我们将Simulink模型用于模拟和代码生成,这使我们能够专注于核心设计挑战,而不是C语言实现细节。”金宝app

挑战

在过去,VONSCH工程师用C语言手工编写三相逆变器的控制软件,这意味着他们必须等到硬件可用后才能开始软件开发。当VONSCH只有少数几类产品大量销售时,这种方法是可行的。随着VONSCH开始专注于定制电力电子解决方案,该团队需要一个更高效的流程来设计更多种类的产品,以便以更小的数量销售。金宝搏官方网站下载188bet金宝搏

为了利用政府对太阳能的补贴计划,VONSCH希望在补贴生效之前完成产品开发。然而,众多的立法变化导致市场迅速变化,太阳能电池板供应商向VONSCH提出了基于最新立法的额外要求。

为了加快开发速度,同时适应不断变化的需求,并管理单相逆变器在其较新产品中增加的复杂性,VONSCH需要一种方法,在硬件可用之前,在开发过程的早期模拟其控制算法,并在硬件准备就绪后生成代码。下载188bet金宝搏

解决方案

VONSCH工程师使用基于模型的设计对FOTO控制和FOTO充电器控制系统进行建模、仿真和生成代码。

在Simulink中工金宝app作®和西姆斯开普电气公司™, 一个由三名软件工程师组成的团队创建了包括晶体管、二极管和电池在内的电气系统模型。他们对该模型进行了模拟,以识别开关瞬态,优化无源元件的值,并验证不同开关频率下的滤波器行为。

该小组在Simulink中建模了多个控制器,包括直流电压调节、功率限制和最大功率点跟金宝app踪(MPPT)算法。

在硬件可用之前,团队使用电厂模型进行闭环仿真,以验证初始控制器设计。

一旦原型硬件准备就绪,团队根据初始硬件测试改进了他们的工厂模型,并使用嵌入式编码器®从他们的Simulink模型为Texas Instrumen金宝appts™Piccolo™微控制器生成C代码。

在实验室进行硬件测试后,他们使用了MATLAB®绘制从微控制器导出的数据,并使用Signal Processing Toolbox™进行频谱分析。

经过多次迭代,团队基于测试结果分析,在Simulink中对他们的控制器设计进行了细化和优化,重新生成了目标微控制器的代码,并在原型硬件上进行了重新测试。金宝app

即使在开发过程中由于需求变化而导致延迟,该团队仍满足了FOTO CHARGER产品的开发计划,同时开发了375伏和48伏版本的FOTO CONTROL,所有这些都已投产。

结果

  • 产品开发时间缩短一年. Vonkomer说:“使用基于模型的设计,我们的小型工程团队只用了6个月就完成了开发,而不是我们最初估计的18个月。”。“我们之所以更快,是因为我们能够快速调试算法,通过模拟验证组件,并专注于核心设计,而不是处理器外围设备和低级实现细节。”

  • 通过模型重用加速新产品的研发. Vonkomer说:“对于FOTO充电器产品,我们重用了我们的MPPT算法和FOTO控制中的许多Simulink模型。”。“MATLAB和Simul金宝appink帮助我们将研发速度提高了三倍,同时让我们可以自由地切换到其他硬件平台,如果我们愿意的话。”

  • 硬件原型数量减少. Vonkomer说:“对我们用Simulink和Simscape Electrical建立的工厂模型进行模拟,金宝app使我们能够在最终确定硬件设计之前改进和优化硬件设计。”。“模拟消除了预打印硬件的多次迭代。”

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