莱昂纳多DRS执行船用电力电子系统的fpga半实物测试

由于大规模莱昂纳多DRS电力电子系统,工程师以前依靠小规模的原型和硬件测试床,没有以后。这种方法使它很难测试完整的软件与硬件交互。当全面硬件,测试时间是有限的,因为多个内部和客户团队需要访问它。此外,测试硬件必须设计和策划以避免损坏设备或危及人员。

边境测试将使达芬奇DRS安全进行全面的软件测试工程师。然而,CPU-based边境设置运行C代码并不能够模拟在微秒级的抽样时间所需的精确度。一个商用fpga仿真解决方案团队评估需要大量HDL编程,即使是相对简单的电力电子设计。莱昂纳多工程师需要运行高保真,microsecond-scale边境测试电力电子设计没有手动高密度脂蛋白。

莱昂纳多DRS为电力电子仿真模拟建立了工作流模型的基础上,Simscape电气、实时仿真软件,高密度脂蛋白编码器,Speedgoat实时目标硬件。金宝app

在这个工作流,工程团队开发高级植物模型在仿真软件,包括来源、负载、igbt等从Simscape电气组件模块。金宝app

他们用这种植物进行开环仿真模型验证高级设计满足系统需求。他们也使用工厂模式运行闭环控制器的模拟仿真软件模型来验证控制器的功能。金宝app

随着硬件设计的发展,团队改进和增加了植物的详细模型。例如,他们取代通用的IGBT模块与特定IGBT模块参数化组件的选择设计。

接下来,该团队准备模型部署到FPGA的实时仿真目标机器。这个过程包括识别和非线性模型的元素替换为切换线性等价物。“因为我们样品以一微秒的利率和死时间是如此之小,我们不真正关心的非线性系统得到所有我们需要的精度从线性切换组件,”亨利Brengel说,在莱昂纳多DRS软件工程师。

在运行模拟,确保更新后的植物模型展览之前相同的动态行为模型,研究小组使用了Simscape HDL工作流Advisor仿真软件实时和高密度脂蛋白编码器从模型中生成HDL代码并将其部署到FPGA模块的Speedgoat实时目标硬件。金宝app

如果有必要降低FPGA资源利用率,团队取代切换线性阻塞与平均值。降低模型保真度以这种方式使边境测试在50-nanosecond取样的时间运行。

莱昂纳多DRS工程师正在使用新的边境工作流生产项目,并扩展到包含故障测试和复制的问题确定电力系统部署。

• 设计迭代从天减少到小时。“调试和解决问题在实际设备上可能需要一个星期,因为我们的访问是如此有限,“Brengel说。“现在,工程师可以在几个小时内解决这些问题,因为他们有直接访问基于仿真软件的边境设置,也没有破坏昂贵的系统组件的风险。”金宝app
• 成本、时间和空间实验室保存。“边境testbench我们创建使用仿真软件,Simscape电气、和金宝appHDL编码人员替换设备,将花费数百万美元,花六个月或者一年采购,并使用一个巨大的地区在我们的实验室,”哈珀说。“我们可以测试硬件和控制软件真正的数百万美元的工厂没有工厂和在成本的一小部分。”
• 仿真模型重用边境测试。“我们的工程师擅长电力电子设计但不HDL编程的专家,”哈珀说。“随着仿真软金宝app件,他们不需要。他们可以使用相同的模型信任和模拟运行与每天运行边境测试FPGA,没有手动翻译成另一种语言。”