电力电子仿真
利用仿真设计电力电子数字控制器
功率转换需要控制IGBT、功率MOSFET和其他固态电力电子器件。通过仿真设计数字控制器有助于确保稳定性、改善电能质量、优化动态性能和处理故障条件。在硬件测试开始之前,电力电子仿真可以在开发早期深入了解数字控制算法、功率半导体和电气系统平衡的相互作用。对于电池管理系统和基于电力电子技术的系统,如电机驱动器、电力转换器和逆变器,快速闭环仿真使电力电子工程师能够在控制器实施之前评估和验证其设计选择。
电力电子仿真应考虑以下任务:
- 设计和验证新的拓扑结构和控制策略
- 使用能源、功率半导体、无源电路元件和电机(如永磁同步电机和感应电机)的模型库优化系统行为
- 分析系统对故障和异常情况的响应
- 消除在执行之前通过模拟发现的设计问题
- 重用模型以加速设计迭代和下一代项目
基于Simulink的电力电子仿真万博1manbetx®允许您使用标准电路组件对具有多个开关设备的复杂拓扑进行建模。您可以使用平均模型或理想开关行为运行快速模拟,或使用详细的非线性开关模型用于寄生和详细设计。与SPICE等通用电路模拟器不同,使用Simulink进行电力电子仿真提供了以下功能,用于控制设计、基于优化的研究和仿真模型的自动代码生成:万博1manbetx
- 设计、模拟和比较控制器架构。
- 在非线性系统模型上应用经典控制技术,如Bode和根轨迹图的交互式回路成形,包括使用交流频率扫描和系统识别等方法的开关效应。
- 自动调谐控制器增益在一个或多个反馈回路使用自动调谐工具。使用滑模控制或增益调度等技术设计非线性控制器。
- 设计并彻底测试故障保护电路和逻辑。
- 使用优化和分析工具优化系统参数并进行灵敏度分析。
- 通过在多核处理器和计算集群上并行运行,加速需要多个模拟的研究。
- 从控制算法生成C或HDL代码,用于使用实时目标计算机进行快速原型制作,或用于在微控制器或FPGA上实现。
- 从电路和机器模型生成C或HDL代码到具有多核cpu和fpga的实时目标计算机,用于在环路中验证控制器。
- 应用正式的验证能力来开发嵌入式软件,以符合政府法规和标准,如UL 1741用于太阳能发电的反孤岛应用。
例子和如何做
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MathWorks社区为学生、研究人员和工程师使用Simulink将电力电子控制应用于电动汽车、可再生能源、电池系统、电力转换和电机控制。万博1manbetx