用户故事

基于模型设计的优势与Stem问答

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挑战

加快分布式电力存储系统电力电子控制系统的开发和认证

解决方案

利用基于模型的设计,利用MATLAB和Simulink对电力电子、电网、控制器万博1manbetx进行仿真运行,生成生产微控制器代码,并实现认证

结果

  • 节省了6个月的开发时间
  • 节省了数千美元的旋转板成本
  • 在硬件可用后系统完全运行

“从现在开始,我们将使用基于模型的设计,因为它降低了风险,节省了时间,降低了成本,并增加了我们对设计的信心。”

大卫·埃哈特,Stem工程副总裁

Stem公司是一家领先的能源优化服务提供商。该公司的PowerStore产品预测能源使用量,并在精确的时间部署存储的能源,以减少高峰负荷,使商业和工业客户降低能源成本。

使用基于模型的MATLAB设计®和仿真软万博1manbetx件®在短短13个月的时间里,Stem完成了PowerStore储能系统的设计、实施、测试和认证。Stem公司的工程副总裁大卫·埃哈特(David Erhart)解释了原因。

是什么促使你寻找一种新的工作方式?

作为工程副总裁,我的目标是降低风险,控制成本。大多数传统的工作流程是缓慢的,昂贵的,痛苦的;它们通常需要几次昂贵的电路板旋转和漫长的硬件调试会议。我们的公司正处于早期阶段,因此节省数周的工作和数万美元的董事会旋转成本将是一个巨大的好处。

为什么选择基于模型的设计?

当我们的首席电力电子工程师加入公司时,我们正在实验室使用scope来调试逆变器的设计。他没有对硬件进行修补,只是测量了几下,然后回到他的电脑前。几天后,他向我们展示了他建造的一个工厂模型,它完全模仿了硬件的行为。在模拟中,他指出了设计问题,并向我们展示了如何在硬件中改变电路和设置电感值来解决这个问题。在做出更改后,设计立即生效,我们决定在更大的规模上使用建模和仿真。对于我们的PowerStore产品,我们从一开始就使用了基于模型的设计。

到目前为止,你看到了什么结果?

我们认为切换到基于模型的设计是有风险的,但事后看来,这种切换极大地降低了我们的风险。我们发现可以通过并行推进控制器设计和硬件设计来加快开发速度。有了准确的工厂模型,我们就可以在硬件可用之前设计控制器——事实上,我们的电力电子工程师在Simulink中自己开发了控制器。万博1manbetx我们使用仿真来找到最优的电感和电容值。我们通过模拟而不是实验室来调试我们的设计。

一旦硬件准备好了,我们就从模型生成C代码,而不是编写代码;这就像把我们的设计“打印”到微控制器上。最后,在转向生产之前,我们只需要一个额外的板旋转。

由于基于模型的设计,我们获得认证的速度比通常快了25%。PowerStore与电网交互,因此它必须通过IEEE 1547的认证,以便将分布式资源与电力系统互连,以及其他标准。我们模拟了最初设计失败的认证测试,更改了控制器模型,重新生成了代码,并在第二天通过了测试。

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