阿尔斯通生成产品代码为安全关键电源转换器控制系统

挑战

设计并实现了电车,地铁和铁路实时功率转换和控制系统

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

  • 开发时间削减了50%
  • 生成和认证的无缺陷,安全关键代码
  • 公共语言成立

“我们使用MathWorks工具来设计,测试,修改,并实现了永磁驱动控制系统在一年。鉴于我们所掌握的资源,这本来是不可能没有MathWorks工具按时交付这一点。”

韩Geerligs,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工具,阿尔斯通的工程师建模和自动生成无缺陷的产品代码为他们的嵌入式实时功率转换系统和能源管理控制系统。

“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

阿尔斯通的工程师需要设计能量管理控制和电源转换器控制与亚毫秒延迟满足严格的性能要求。

“10到20微秒的延迟时间实在是太多了,因为我们的周期时间为约200微秒,” Geerligs解释。“我们也有可以运行的中断处理并使用多速率过程中电源PC CPU一个DSP复杂的多处理器的机型。”

而另外一个挑战,阿尔斯通的工程师们使用不同的工具用于算法开发,建模和仿真。此外,该工具没有提供任何的自动代码生成功能,所以他们不得不手工编写代码。

“我们的工具没有集成在一起,所以我们花了大量的时间书写转换工具。因为我们没有办法自动生成的代码,我们将设计,制造规范,然后用手码,” Geerligs回忆说。“我们花了很长的时间去从规范执行。有没有快速原型,文档需要较长的时间,我们缺乏对整个工作的概况,并快速实现变化是非常困难的。”

解决方案

在评估了多个商业软件包之后,阿尔斯通选择了基于模型的设计MathWorks工具。阿尔斯通的工程师们使用的工具来设计,仿真,并自动对一些项目,包括有轨电车控制系统和摆式列车为捷克铁路Pendolino列车的能量管理系统中生成代码。

在设计阶段,工程师使用Simulink金宝app®,电气的Simscape™,和Stateflow®发展自己的控制系统。

“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。

用Stateflow的,团队建模的监控和控制系统状态,包括启动,慢下来,和错误处理。功率转换控制和所述系统的中央故障处理单元之间的通信协议在状态流也被实施。

“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。

阿尔斯通团队使用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®自动生成产品代码。他们集成的代码与一些实时操作系统,包括制Microware 0S-9和Wind River的OSEKWorks的。

阿尔斯通工程师重复使用他们的模型从项目到项目。“MathWorks工具帮助我们定义的设计模式和共享,在图书馆的知识,” Geerligs解释。“故障处理和电气模型,例如,被电车项目和能源管理项目之间共享。”

结果

  • 开发时间削减了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。“我们从来没有从MathWorks工具自动生成的代码中发现任何缺陷,” Geerligs说。“当阿尔斯通发表的Pendolino火车捷克铁路,铁路应用是第一个具有自动生成的代码,以接收TUV认证”。

  • 公共语言成立。“拥有一个共同的语言进行交流对我们来说非常重要。虽然每个人都从自己的角度看待一个模型,我们知道我们是在谈论同样的事情,” Geerligs解释。“我们使用Sim金宝appulink中交换模型和共享知识与理念,在英国,法国,意大利和西班牙的球队。”