用户故事

VONSCH加快了太阳能逆变器和电池充电器控制系统的开发

挑战

开发太阳能逆变器和电池充电器控制系统,以适应不断变化的市场需求

解决方案

使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink建模电力电子和控制系统,运行万博1manbetx仿真,并生成TI微控制器的嵌入代码

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迅速适应不断变化的法律和要求。在原型硬件问世之前,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,在硬件问世后的一两天内,我们便开始着手制作原型。”万博1manbetx

Jakub Vonkomer博士,VONSCH
开发和测试FOTO CONTROL 1f和FOTO CHARGER产品。s manbetx 845

政府对可再生能源的鼓励措施,以及消费者对太阳能优势的认识的提高,引发了对高效太阳能电池充电器和太阳能逆变器的需求。VONSCH已经开发了两个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(DC)输出来为电池充电,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),可以直接到电网或在当地使用。s manbetx 845

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控制软件的开发。s manbetx 845

VONSCH的研发软件工程师Jakub Vonkomer博士说:“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,尽管新法规导致的要求不断变化。”“我们在模拟和代码生成中都万博1manbetx使用了我们的Simulink模型,这让我们能够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的工程师用C手写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。这种方法在VONSCH只有少数产品类型却大量销售时是可行的。随着VONSCH开始专注于定制电力电子解决方案,该团队需要一个更高效的流程来设计更多种类的产品,以更少的数量销售。万博 尤文图斯s manbetx 845

为了利用政府计划的太阳能补贴,VONSCH希望在补贴生效之前完成产品开发。然而,众多的立法变化导致市场迅速变化,太阳能电池板供应商根据最新立法向VONSCH提出了大量附加要求。

为了加快开发速度,同时适应不断变化的需求,并管理新产品中单相逆变器带来的额外复杂性,VONSCH需要在开发过程的早期(在硬件可用之前)模拟其控制算法,并在硬件准备就绪后生成代码。s manbetx 845

解决方案

VONSCH的工程师使用基于模型的设计为FOTO CONTROL和FOTO CHARGER控制系统建模、模拟和生成代码。

在仿真软件万博1manbetx®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。他们对该模型进行了模拟,以识别开关瞬态,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,包括直流电压调节算法、功率限制和最大功率万博1manbetx点跟踪(MPPT)。

在硬件可用之前,该团队利用植物模型进行了闭环仿真,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改进他们的工厂模型,并使用Embedded Coder®从他们的Simulink模型为德州仪器公司的Piccolo微万博1manbetx控制器生成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。

经过多次迭代,该团队基于测试结果分析,在Simulink中对控制器设计进行了细化和优化,为目标微控制器重新生成代码,并在原型硬件上进行了重新测试。万博1manbetx

即使在开发过程中由于需求变化而导致的延迟,团队也满足了FOTO CHARGER产品的开发计划,同时开发了375伏和48伏版本的FOTO CONTROL,所有这些都在生产中。

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,因为我们有能力快速调试算法,通过模拟验证组件,并专注于核心设计,而不是处理器外设和底层实现细节。”

  • 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算法和许多来自FOTO CONTROL的Simulink模型。”万博1manbetx“MATLAB和Simu万博1manbetxlink帮助我们将研发速度提高了三倍,同时给了我们切换到另一个硬件平台的自由,如果我们想的话。”

  • 硬件原型数量减少.Vonkomer说:“运行我们用Simulink和Simscape Electrical建立的工厂模型的模拟,万博1manbetx使我们能够在最终确定之前改进和优化我们的硬件设计。”“模拟消除了几次原型前硬件的迭代。”

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