Alstom为安全关键功率转换器控制系统生成生产代码

挑战

设计和实施电车,元和铁路的实时电源转换和控制系统

解决方案

使用MathWorks工具进行基于模型的设计,以设计,模拟和自动生成安全关键交通系统的生产代码

结果

  • 开发时间减少50%
  • 生成和认证的无缺陷,安全关键代码
  • 共同语言建立

“我们使用Mathworks工具在一年内为永磁体驱动器设计,测试,修改和实施控制系统。鉴于我们可用的资源,在没有MathWorks工具的情况下,不可能在时间表上交付这一点。”

韩格拉格,阿尔斯通
Pendolino倾斜列车。

电源转换器用于电车,METRO和列车是精致的,安全关键的系统需要努力,实时响应。作为铁路运输产品,服务和系统的世界领先供应商,Alstom传输依赖于Mathworks工具来下载188bet金宝搏设计,模拟和实施支持世界能源和运输基础设施的其他同样复杂的系统。金宝app

使用MathWorks Tools,Alstom工程师建模和自动生成无缺陷的生产代码,了解其嵌入式实时功率转换系统和能量管理控制系统。

“MathWorks工具使我们能够控制每一行代码,并且生成的代码是可读的,快速,紧凑的,”Alstom的高级工程师汉山Geerligs解释说明。“此外,MathWorks工具是行业标准,具有广泛的包装和广泛支持嵌入式目标。”金宝app

挑战

AlstoM工程师需要设计能源管理控制和功率转换器控制,这些控制与子毫秒延迟符合严格的性能要求。

“10到20微秒的延迟太多,因为我们的循环时间约为200微秒,”Geerligs解释说。“我们还具有复杂的多处理器模型,可以使用多型过程运行中断过程和电源PC CPU的DSP。”

添加到挑战,Alstom工程师使用不同的工具进行算法开发,建模和仿真。此外,该工具没有提供任何自动代码生成功能,因此它们必须手动编写代码。

“我们的工具没有集成,所以我们花了很多时间编写转换工具。由于我们无法自动生成代码,我们将设计,制作规格,然后手部代码,”Geerligs召回。“从规范到实施需要很长时间。没有快速的原型设计,文件花了更长时间,我们缺乏整个努力的概述,并且很难迅速实施变化。”

解决方案

在评估多个商业软件包之后,Alstom选择了基于模型的设计的Mathworks工具。Alstom工程师使用工具来设计,模拟和自动生成代码的多个项目,包括电车车道控制系统和捷克铁路的Pendolino倾斜列车的能量管理系统。

在设计阶段,工程师使用Simulink金宝app®,simscape电气™和eventflow®开发他们的控制系统。

“金宝appSimulink可以轻松地从设计的一部分传输功能,或者将时间从定时更改为中断驱动的时间,同时保持效率,”Geerligs说。“如果没有Simulink,那种主要的设计变化将非常困难。”金宝app

工程师使用Simscape Electric来模拟系统的电气部件,包括电力电子元件以及电阻器,电容器和电感器。

使用StateFlow,该团队建模了监控和控制系统状态,包括启动,减速和错误处理。在型号流中也实现了电力转换控制和系统的中央故障处理单元之间的通信协议。

“州流的巨额架对故障处理特别有用。当我们在代表处发生故障时,我们将一行中出来的巨额,州流确保它总是正确处理,”Geerligs说。

阿尔斯通队使用了matlab®从光纤接口和范围的预处理数据进行仿真。他们还使用MATLAB报告并验证模拟结果。GEERLIGS使用MATLAB使用控制系统工具箱™来创建和分析BODE图并开发经典控制算法。

在Simulink和StateFlow中模拟系统后,该团队使用金宝app了Simulink Coder™和嵌入式编码器®自动生成生产就绪代码。它们与许多实时操作系统集成了代码,包括微针0s-9和Wind River的Osekworks。

Alstom工程师将他们的模型从项目重用到项目。“MathWorks工具帮助我们定义了设计模式并在图书馆中分享了知识,”Geerligs解释道。“故障处理和电气建模,例如,在电车轨道项目和能源管理项目之间共享。”

结果

  • 开发时间减少50%。“我们用手编码的一个项目需要2000小时。使用Simulink和StateFlow,我们在1000小时内重复该项目,金宝app”Geerligs解释说。“此外,从设计完成到我们的第一个原型的时间已从三个月减少到不到一小时。现在,需要18个月的项目现在与MathWorks工具一年内完成。”

  • 生成和认证的无缺陷,安全关键代码。“我们从未在MathWorks工具中发现自动生成的代码中的任何缺陷,”Geerligs说。“当Alstom将Pendolino火车交付给捷克铁路时,铁路应用是第一个自动生成的代码,以获得TÜV认证。”

  • 共同语言建立。“拥有一个通信的通信语言对我们来说非常重要。虽然每个人都从自己的角度来观看一个模型,但我们知道我们正在谈论同样的事情,”Geerligs解释道。“我们使用Sim金宝appulink将模型与英格兰,法国,意大利和西班牙的团队交换和分享知识和想法。”