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VONSCH加速太阳能逆变器和电池充电器控制系统的开发

挑战

在不断变化的市场需求中开发太阳能逆变器和电池充电器控制系统

解决方案

使用MATLAB和Simulink建模电力电子和控制系统,运行仿真,并为TI微金宝app控制器生成嵌入式代码

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。在原型硬件可用之前,我们在Simulink中设计并模拟了整个系统,并为控制器生成了嵌入式代码,在硬件可用后的一两天内就完成了原型。”金宝app

Jakub Vonkomer博士,VONSCH
FOTO CONTROL 1f和FOTO CHARGER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措施以及消费者对太阳能优势的认识不断提高,刺激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 CHARGER DC 48和FOTO CONTROL 1f。FOTO CHARGER产品使用太阳能电池板的直流电(DC)输出为电池充电,而FOTO CONTROL 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),可定向到电网或本地使用。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的控制软件的开发。下载188bet金宝搏

VONSCH研发软件工程师Jakub Vonkomer博士表示:“基于模型的设计大大缩短了我们的开发时间,使我们能够满足目标发布日期,尽管新法规导致需求发生变化。”“我们使用Simulink金宝app模型进行仿真和代码生成,这让我们专注于我们的核心设计挑战,而不是c语言实现的细节。”

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只有少数几种产品类型大量销售时,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,团队需要一个更有效的流程来设计更广泛的产品,以更小的数量销售。金宝搏官方网站下载188bet金宝搏

为了利用政府计划中的太阳能补贴,VONSCH希望在补贴生效之前完成产品开发。然而,大量的立法变化导致了市场的迅速变化,太阳能电池板供应商根据最新的立法向VONSCH提出了额外的要求。

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新产品中引入的额外复杂性,VONSCH需要一种方法来在开发过程的早期(硬件可用之前)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 CONTROL和FOTO CHARGER控制系统进行建模、模拟和生成代码。

在Simulink工作金宝app®以及Simscape Electrical™,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。他们模拟了这个模型来识别开关瞬态,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)的算法。

在硬件可用之前,该团队使用工厂模型进行闭环模拟,以验证初始控制器设计。

一旦原型硬件准备就绪,团队就会根据最初的硬件测试来改进他们的植物模型,并使用Embedded Coder®从他们的Simulink模型为德州仪器Piccolo微控制器金宝app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,并使用信号处理工具箱进行频谱分析。

通过多次迭代,团队根据测试结果分析,在Simulink中改进和优化了他们的控制器设计,为目标微控制器重新生成代码,并在原型硬件上重新测试。金宝app

即使在开发过程中由于需求变化而导致的延迟,该团队仍然按照计划的时间表开发了FOTO CHARGER产品,同时开发了375伏和48伏版本的FOTO CONTROL,所有这些产品目前都已投产。

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。“我们的速度更快,因为我们能够快速调试我们的算法,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底层实现细节。”

  • 通过模型重用加速新产品研发.Vonkomer说:“对于FOTO CHARGER产品,我们重用了我们的MPPT算法和来自FOTO CONTROL的众多Simulink模型。金宝app“MATLAB和Simu金宝applink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另一个硬件平台。”

  • 硬件原型数量减少.Vonkomer说:“运行我们用Simulink和Simscape electric构建的工厂模型的模拟,使我金宝app们能够在最终确定之前改进和优化硬件设计。”“模拟消除了预原型硬件的多次迭代。”

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