“在基于模型的设计中，我们看到了控制器如何与硬件一起工作，甚至在硬件开发过程中。在我们拥有硬件后，优化就变得很容易了，因为模拟结果与我们所看到的相符，这让我们对设计充满了信心。”
大卫•Erhart茎
在很多地区，大企业的电费不仅包括总用电量的费用，还包括根据用电高峰收取的电费。仅仅15分钟的高需求就能占到每月电费总额的一半。Stem的分布式存储技术通过预测使用模式和在需要时部署存储的能量，降低了峰值负载。在非高峰时段充电时，Stem的储物柜大小的PowerStore塔中的电池可以按需提供高达18千瓦的电力。
Stem使用基于模型的设计(Model-Based Design)和MATLAB，仅用了13个月就设计开发了PowerStore能源系统®和仿真软金宝app件®．
Stem的工程副总裁David Erhart说:“我们认为我们在开发时间上有风险，但事后看来，基于模型的设计实际上降低了风险，因为我们可以在硬件可用之前开发和调试控制系统。”“事实上，我们使用Simulink和Simscape Elec金宝apptrical进行的模拟使我们能够做出硬件设计决策。因此，我们缩短了产品开发周期，只用了一个转盘就完成了。”
作为一家只有一小群工程师的初创公司，Stem需要在降低第一款产品成本的同时，尽量缩短上市时间。实现这两个目标的一种方法是减少板旋转，这通常需要花费15,000美元或更多，并消耗数周的工程进度。为此，Stem希望通过使用高度精确的工厂模型进行仿真，设计并验证控制算法。算法将需要控制绝缘栅双极晶体管(igbt)，当它们与电网和PowerStore电池交互时，igbt每秒开关24000次。
PowerStore必须通过将分布式资源与电力系统互连的IEEE 1547标准和用于分布式能源的逆变器、变流器、控制器和互连系统设备的UL 1741标准的认证。这些标准包括严格的反孤岛规则，要求所有与电网相连的发电逆变器在停电后几秒钟内关闭。Stem寻求一种方法，使他们能够简化认证过程。
Stem工程师使用基于模型的设计来加速他们的旗舰产品PowerStore的开发。
在Simulink和S金宝appimscape Electrical™中，首席电力电子工程师Brad landsedel和他的团队开发了一个工厂模型，其中包括继电器、igbt、电感器、直流链路电容器和脉宽调制器(PWMs)以及电网的子模型。
他们使用Simuli金宝appnk和Control System Toolbox™对PowerStore的先进电子控制系统进行建模，包括反孤岛控制逻辑。在Stateflow®，他们建立了一个状态机模型，用来管理故障、处理电源监视器发出的命令，并启动充电或放电电池的序列。
为了调试和验证控制算法及其9个比例积分(PI)控制回路，该团队在Simulink中模拟了控制器和设备。金宝app在这些模拟中，该团队获得了影响硬件设计的见解。例如，他们确定了最佳电感值，并确定了需要额外的继电器。
工程师使用嵌入式编码器从他们的控制器模型生成C代码®，在德州仪器的code Composer Studio™中编译代码，并将其部署到德州仪器的TMS320F28335数字信号处理器上。
在测试和完善硬件和控制器设计后，Stem开始了认证过程。在认证测试期间，该团队创建了Simulink模拟，以复制未通过初始设计的测试。金宝app
“我们更新了控制器模型，重新生成代码，并在第二天通过了测试，”Erhart说。“这种能力让我们第一次尝试就通过了认证，速度比正常速度快了25%。”
Stem的PowerStore系统通过了TÜV的UL 1741和IEEE 1547认证，目前该系统已经投产。
节省了6个月的开发时间．landsedel说:“我们用Embedded Coder生成的代码就是它应该做的。”“手工编写包含9个PI循环的代码，然后在硬件上调试，这将增加6个月或更长时间的时间。”
节省了数千美元的旋转板成本．“许多公司需要七次或更多的董事会转盘。对于我们的八层板来说，一次转盘的成本约为2.5万美元。”“在基于模型的设计中，我们只需要在制作前进行一次旋转。这节省了时间，可能还节省了数十万美元，这对一家处于初创阶段的公司来说是一笔不小的数目。”
在硬件可用后系统完全运行．landsedel说:“基于模型的设计使我们能够在拥有硬件之前开发控制器软件。“当我们的第一块电路板问世时，所有的控制算法都已经就位;5天后，我们就可以使用Embedded Coder生成的代码提供电力了。”
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