“通过基于模型的设计，即使在硬件开发过程中，我们也能够清楚地看到控制器是如何与硬件协同工作的。在我们拥有硬件之后，我们便能够轻松地进行优化，因为模拟结果与我们在屏幕上所看到的内容相匹配，这也让我们对设计充满了信心。”
大卫•Erhart茎
在很多地区，大企业的电费中包括了总电费和根据用电高峰收取的需求费。只需15分钟的高需求就可以占到每月总电费的一半。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能源来降低峰值负荷。在非高峰时段充电，Stem公司的储物柜大小的PowerStore塔中的电池可以根据需要提供多达18千瓦的电力。
在短短13个月的时间里，利用MATLAB基于模型的设计，Stem设计并开发了PowerStore能源系统®和仿真软金宝app件®．
Stem公司的工程副总裁David Erhart说:“我们认为我们承担了开发时间上的风险，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，只完成了一个转盘。”
作为一家只有一小群工程师的初创公司，Stem需要尽可能缩短上市时间，同时降低首个产品的成本。实现这两个目标的一种方法是减少板旋转，这通常需要15,000美元或更多的成本和花费数周的工程进度。为此，Stem想通过使用一个高度精确的植物模型来模拟设计和验证控制算法。这些算法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24,000次。
PowerStore必须通过IEEE 1547标准认证，以将分布式资源与电力系统互连，以及UL 1741标准认证，用于与分布式能源使用的逆变器、转换器、控制器和互连系统设备。这些标准包括严格的反孤岛规则，要求所有连接到电网的发电逆变器在断电后几秒钟内关闭。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PowerStore旗舰产品的开发。
在Simulink和S金宝appimscape Electrical™中工作，电力电子首席工程师Brad landsedel和他的团队开发了一个植物模型，包括继电器、igbt、电感器、DC-link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™来模拟PowerStore的先进电子控制系统，包括反孤岛控制逻辑。在Stateflow®在美国，他们模拟了一种状态机，这种状态机可以管理故障、处理来自电源监视器的命令，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九个比例积分(PI)控制回路，该团队在Simulink中模拟了控制器和植物。金宝app在这些模拟中，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，并确定了额外继电器的需要。
工程师们使用Embedded Coder从他们的控制器模型中生成C代码®在德州仪器公司的code Composer Studio™中编译代码，并将其部署到TI的TMS320F28335数字信号处理器中。
在测试和改进硬件和控制器设计后，Stem开始了认证过程。在认证测试期间，团队创建了Simulink模拟来复制他们最初设计中没有通过的测试。金宝app
“我们更新了控制器模型，重新生成了代码，并在第二天通过了测试，”Erhart说。“这种能力让我们在第一次尝试时就通过了认证，速度比正常速度快了25%。”
Stem获得了UL 1741和IEEE 1547认证的电力存储系统TÜV，这是目前正在生产。
节省了6个月的开发时间．“我们用Embedded Coder生成的代码做了它应该做的事情，”Landseadel说。“如果手工编写带有9个PI循环的代码，然后在硬件上进行调试，将会增加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7个或更多的董事会分支机构。对于我们的8层板来说，一个转版的成本约为2.5万美元。”“在基于模型的设计中，我们在制作前只需要一个衍生版本。这不仅节省了时间，还可能节省数十万美元，对于一家初创公司来说，这是相当可观的。”
系统在硬件可用后的几天内完全运行．“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，”landsedel说。“当我们的第一个董事会出现时，所有的控制算法都已经到位;五天后，我们就可以用Embedded Coder生成的代码交付功能了。”
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