阿尔斯通为安全关键功率转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转换器控制，以满足亚毫秒延迟的严格性能要求。

“10到20微秒的延迟太多了，因为我们的循环时间约为200微秒，”Geerligs解释道。“我们也有复杂的多处理器模型，可以让DSP运行中断过程，让Power PC CPU使用多速率过程。”

此外，阿尔斯通的工程师在算法开发、建模和仿真方面使用了不同的工具。此外，这些工具没有提供任何自动代码生成功能，因此它们必须手工编写代码。

Geerligs回忆道：“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。因为我们没有办法自动生成代码，我们会设计、制定规范，然后手工编写代码。”。“从规范到实施需要很长时间。没有快速原型设计，文档编制需要更长时间，我们缺乏对整个工作的概述，并且很难快速实施更改。”

在评估了几个商业软件包后，阿尔斯通选择MathWorks工具进行基于模型的设计。阿尔斯通工程师利用这些工具设计、模拟和自动生成多个项目的代码，包括一个电车控制系统和一个捷克铁路潘多利诺摆式列车的能源管理系统。

在设计阶段，工程师使用Simulink金宝app^®，Simscape Electrical™, 和状态流^®开发他们的控制系统。

“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Stateflow，团队对监控和控制系统状态进行建模，包括启动、减速和错误处理。电源转换控制和系统中央故障处理单元之间的通信协议也在Stateflow中实现。

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。

阿尔斯通团队使用了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^®自动生成生产就绪代码。他们将代码与许多实时操作系统集成，包括Microware 0S-9和Wind River的OSEKWorks。

阿尔斯通的工程师在不同的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解释道。“例如，故障处理和电气建模在电车项目和能源管理项目之间共享。”