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日本村田公司生产减少了能源管理系统控制软件的开发时间50%以上与基于模型的设计

挑战

为公司减少投放市场的时间的第一能源管理系统产品试验

解决方案

使用基于模型的设计与模型控制器和电力电子仿真软件,模拟运金宝app行,生成生产代码

结果

  • 控制软件开发时间减少了50%以上
  • 没有缺陷的代码生成
  • 项目过渡时间缩短

“我们检查每一个需求需要认证之前,通过仿真软件的仿真验证在实际电路,因为我们使用嵌入式编码器生成代码直接从我们的模型,我们之间没有差距模拟和真金宝app实的嵌入式软件。”

悦马博士,村田制造有限公司有限公司
日本村田公司灵活的三相与锂离子电池能量管理系统。

日本村田公司灵活的三相与锂离子电池能量管理系统。


作为智能家居的一部分/办公室/工厂计划,日本村田公司生产开发了一种能量管理系统(EMS),结合了太阳能板,电池控制器、并网逆变器,和一个智能控制系统优化能源使用。当太阳能电池板产生比用户需要更多的权力,控制系统使用多余的能量给电池充电或反馈回电网。相反,当用户需要更多的权力比产生的太阳能电池板,控制系统放电电池或访问电网。

日本村田公司工程师使用基于模型的设计与仿真软件金宝app®加速发展的嵌入式控制软件为新EMS产品线。

“EMS对我们来说是一个新的市场,我们需要减少风险,“悦马博士说,在日本村田公司能源技术开发部经理。“基于模型设计与仿真软件使我们减少投放市场的时间,金宝app这对我们来说是一个巨大的优势。因为我们没有专家程序员,建模和模拟控制设计,然后从我们的模型生成C代码质量至关重要生产工作制度尽快。”

挑战

因为日本村田公司以前从未EMS产品开发,工程团队必须从头开始。他们需要一种方法来模拟逆变器,转换器,和其他电力电子硬件的EMS为了评估各种硬件拓扑。因为是困难和昂贵的测试系统与实际硬件,他们需要模型控制系统,使用系统模型仿真运行电网模型来验证设计在正常操作条件下,以及在异常和难以测试条件下,如电网停电和激增。

因为竞争对手已经介绍了EMS的产品,日本村田公司想快速进入市场有自己的祭。下载188bet金宝搏缩短开发时间的控制系统,工程团队想要直接从他们的模型生成控制代码。不超过三个工程师团队,和以前的编程经验,他们觉得手工编写和调试控制代码需要太长时间,导致质量较差。

解决方案

日本村田公司工程师使用基于模型的设计来设计和实现EMS嵌入式控制软件。

在开始项目之前,马博士参加了一个为期三天的MathWorks培训课程的基础上基于模型的设计和代码生成。

马博士和他的团队创造了一些植物模型的主要系统组件,包括太阳能转换器、电池电源转换器,三相并网逆变器使用Simscape电气™。该模型可调,这样他们可以测试不同的硬件拓扑。

添加后测量块计算总谐波失真(THD)和均方根(RMS)的关键信号,球队跑模拟检查这些指标在可接受的范围,并比较不同控制策略的性能和硬件拓扑。

在仿真软件,团队建模系金宝app统的PI控制器,然后跑闭环模拟控制器和传递函数对应的工厂,使用仿真软件控制设计™优化控制参数。

额外的闭环仿真进行评估设计的反应异常情况,包括电网的停电和相位不平衡,以及一些并网要求,包括断层度过(FRT)和翻译(MPPT)太阳能最大功率点跟踪。

使用Stateflow®,他们创造了状态转换图模型EMS启动,关闭,异常序列以及状态转换系统的各种操作模式。

实现微控制器上的控制逻辑,他们转换浮点设计定点在定点设计师使用伸缩和其他节省时间的工具。

接下来,他们生成C代码和代码作曲家™工作室项目从控制器模型和嵌入式编码®。最后,他们部署短笛™和参与™32位微控制器由TI。

团队测试单片机和EMS电路来验证代码与生产硬件,通过开环运行测试来执行基本的检查和验证系统闭环控制器和状态转换。

日本村田公司完成了EMS项目和光伏逆变器使用基于模型的设计项目。公司正在申请飞机认证的电网连接,和工程团队准备长期可靠性测试。

结果

  • 控制软件开发时间减少了50%以上。“我们完成了控制软件与三个工程师大约六个月,”马博士说。“没有基于模型设计了两三倍的时间或者我们需要雇佣额外的软件工程师。”
  • 没有缺陷的代码生成。”,因为我们的编程经验是有限的,我希望会有更多的错误如果我们手工编写控制器,”马博士说。“生成100%的代码保证可靠性。我们读到输出,发现零缺陷与嵌入式编码生成的代码。”
  • 项目缩短加速时间。“MathWorks培训班期间,我学到了很多实用的技能和技术,然后我与我的团队的其他成员分享,”马博士说。”,结合强有力的支持我们收到MathWorks每当我们有一个问题金宝app,帮助我们完成整个项目。”