用户故事

VONSCH加速了太阳能逆变器和电池充电器控制系统的发展

挑战

根据不断变化的市场需求,开发太阳能逆变器和电池充电器控制系统

解决方案

利用MATLAB和Simulink进行基于模型的设计,对电力电子和控制系统进行万博1manbetx建模,运行仿真,并生成TI微控制器的嵌入式代码

结果

  • 缩短产品开发时间一年
  • 通过模型重用加速新产品的研发
  • 硬件原型数量减少

“基于模型的设计使我们能够快速适应不断变化的法规和要求。在原型硬件出现之前,我们在Simulink中设计和模拟整个系统,并为控制器生成嵌入式代码,在硬件出现后的一到两天内完成原型。”万博1manbetx

Jakub Vonkomer博士,VONSCH
FOTO CONTROL 1f和FOTO CHARGER产品的开发和测试。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认识的增强,正刺激对高效太阳能电池充电器和太阳能逆变器的需求。VONSCH已经开发了两条产品线来满足这一需求:FOTO充电器dc48和FOTO控制1f。FOTO CHARGER产品使用太阳能电池板的直流电(DC)输出来充电电池,FOTO CONTROL 1f产品将太阳能电池板或电池的直流输出转换成交流电(AC),可以直接到电网或本地使用。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的控制软件开发。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,尽管新法规导致需求不断变化。”“我们使用Simulink万博1manbetx模型进行模拟和代码生成,这让我们专注于核心设计挑战,而不是c语言实现细节。”

挑战

在过去,VONSCH的工程师用C语言手工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。当VONSCH只有少量的产品类型时,这种方法是可行的。随着VONSCH开始专注于定制电力电子解决方案,团队需要一个更高效的流程,以设计更广泛的产品,以更小的数量销售。万博 尤文图斯s manbetx 845

为了利用政府对太阳能的补贴计划,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向VONSCH提出了基于最新立法的额外要求。

为了加快开发速度,同时适应不断变化的需求,并管理单相逆变器在其新产品中引入的额外复杂性,VONSCH需要一种方法在开发过程的早期(在硬件可用之前)模拟他们的控制算法,并在硬件就绪后生成代码。s manbetx 845

解决方案

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

在仿真软件万博1manbetx®和Simscape Electrical™,一个由三名软件工程师组成的团队创建了电子系统模型,包括晶体管、二极管和电池。他们对这个模型进行了仿真,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、功率限制和最大功率点跟万博1manbetx踪(MPPT)算法。

在硬件可用之前,该团队使用工厂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,团队就会基于初始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Texas Instrumen万博1manbetxts™Piccolo™微控制器生成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Signal Processing Toolbox™进行频谱分析。

经过多次迭代,团队基于测试结果分析,在Simulink中对他们的控制器设计进行了细化和优化,重新生成了目标微控制器的代码,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延迟,该团队仍满足了FOTO CHARGER产品的开发计划,同时开发了375伏和48伏版本的FOTO CONTROL,所有这些都已投产。

结果

  • 缩短产品开发时间一年.Vonkomer说:“使用基于模型的设计,我们的小型工程团队只花了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,而不是处理器外围设备和底层实现细节。”

  • 通过模型重用加速新产品的研发.Vonkomer说:“对于FOTO CHARGER产品,我们重复使用了我们的MPPT算法和FOTO CONTROL的众多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,同时如果我们想的话,还可以自由切换到另一个硬件平台。”

  • 硬件原型数量减少.Vonkomer说:“运行我们用Simulink和Simscape电气建立的工厂模型的模拟,使我们能够在最终确万博1manbetx定之前改进和优化我们的硬件设计。“模拟消除了几次原型硬件迭代。”

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