Electrical Power Systems Simulation Package

对信号级电力电子电路轻松进行实时仿真

实时能力

使Simscape Electrical™能够实时运行

低延迟仿真

使用FPGA，仿真步长为224 ns

处理大型拓扑结构

多FPGA和多处理器支持，可实现高性能仿真

易于使用

无需任何FPGA知识，也可以使用FPGA功能

什么是Electrical Power Systems Simulation Package？

Electrical Power Systems Simulation（电力系统仿真，EPSS）包是适用于Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) 的仿真解决方案。该解决方案为Simscape Electrical™中开发的电气模型增加了实时计算和仿真能力。

这为测试电气系统提供了理想的开发环境。为了使Simscape Electrical™模型具有实时能力，该软件包包括两种不同的选项：

对于高达20 kHz的开关频率，建议在 处理器 上计算实时应用。
具有更高开关频率的应用需要使用 FPGA 。

如果您应用的开关频率高于80 kHz，请与我们联系，我们可以提供根据您的需求优化的基于FPGA的个性化解决方案。

背景须知

Simscape Electrical™ （前身为SimPowerSystems™）是来自MathWorks ^® 的Simulink ^® 库，用于通过基于面向拓扑结构的建模方法（称为物理建模）对电路（特别是电力电子）进行仿真。

Specialized Power Systems 可使用专门的组件和算法对电力系统进行建模。

它们本质上都无法执行实时计算，需要使用dSPACE EPSS包在实时机上运行。

应用领域

EPSS包可将Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) 模型集成到 dSPACE硬件在环 (HIL) 环境 中，用于测试动态电气系统。

我们基于FPGA的方法的典型应用包括：

充电站和车载充电器
直流转换器

根据个人需求，基于FPGA的方法或我们基于处理器的方法可能适用于以下应用：

有源整流器和工业逆变器
电网中使用的设备

主要优势

EPSS软件包独有地结合了高仿真性能、快速模型实现和实时能力，具有便捷可用性和高度的灵活性。

您在日常工作中是否会遇到复杂或快速开关的电力电子电路？EPSS包具有用于处理大型电路和高速功率转换器的各种有益特性。这些特性具有额外的功能，可帮助优化现有模型，使其实时运行。为了方便起见，使用dSPACE创建的Simulink功能模块来实现这些特性。只需将其当作常规功能模块使用。由于其集成和设置，即使没有专业知识，也能够轻松地充分利用模型：

模型分割 可将大模型分割为较小的子模型。这减少了总体计算工作量和仿真步长，同时还可以对更大的模型进行实时仿真。
各种 分析工具 可对模型进行分析，包括稳定性和FPGA功能。您可以使用这些工具优化模型，最大限度利用仿真。
集成示波器功能 可轻松捕获FPGA时钟频率内的高频信号，并立即检查FPGA上模型的行为 — 就像正在使用硬件示波器一样。这一功能使其与使用处理器捕获信号相比，测量要快得多，也更准确。我们的试验和仪表软件ControlDesk配备了FPGA示波器，可在运行时测量和显示最多8个FPGA信号。
该软件包可 无缝集成 到dSPACE工具链中，能够与基于XSG的模型或高压负载模块等dSPACE工具和产品进行交互。通过这种方式，您可以轻松扩展现有的HIL系统，以满足新的需求。

简化使用EPSS包的工作流程

只需几个步骤，即可为电气系统创建完美的开发和测试环境：

直接通过Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) 中的电路图设置模型。
使用EPSS包使您的模型具备实时能力，并将其集成到dSPACE HIL环境中。
运行仿真和测试，并记录结果。

基于FPGA的方法

低延迟仿真，仿真步长为224ns

基于FPGA的方法包括了根据给定的Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) 模型配置的随时可用的FPGA应用程序。这实现了低延迟HIL仿真。

我们提供预先配置的FPGA应用程序以轻松集成。其具有众多优点：

无需进行FPGA合成
不需要任何FPGA专门知识
几分钟内即可进行FPGA自动配置

功能概述

Functionality	Description
General	Ready-to-use FPGA applications provided Standard Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) components Preconfigured FPGA applications for calculating Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) models
Analysis	Different analysis tools included which help optimize the step size and real-time capability
Model splitting	Splits large models into smaller submodels to reduce computation effort Enables the use of larger topologies
Mode caching	Precomputation of switch-configuration-dependent matrices
User interfaces	User interface for comfortable exclusion of non-relevant switch combinations User interface for offline analysis to determine the switch combinations occurring in custom models
Integrated scope function	Captures high-frequency signals within the FPGA clock rate and synchronously sends the captured data to the processor, where it can be displayed and stored in instruments, such as the ControlDesk XY plotters
Inter-FPGA communication	Several FPGA boards (EPSS-based or XSG-based applications) via I/O module slots or multi-gigabit transceivers (MGT)

必需产品

DS6001 Processor Board

SCALEXIO系统的高性能处理器板卡

更多
SCALEXIO Processing Unit

高内核性能和高并行性能的产品线

更多
DS6602 FPGA Base Board

高性能FPGA板卡，采用最新Xilinx® FPGA技术，用于先进的电动出行应用

更多
DS6601 FPGA Base Board

高性能FPGA板卡，采用Xilinx® FPGA技术，用于先进的电动出行应用

更多
ConfigurationDesk

Configuration and implementation software for dSPACE real-time hardware

更多

请注意：应根据您的应用来选择FPGA基板。至少必须选择一种FPGA基板。

选用产品

DS6651 Multi-I/O Module

SCALEXIO FPGA I/O 扩展，用于开发和测试高动态响应控制应用程序

更多

DS2655M1多路I/O模块

SCALEXIO FPGA I/O模块可用于扩展SCALEXIO FPGA基板的I/O通道。

更多

SCALEXIO LabBox

紧凑型模块化实时系统

更多
SCALEXIO 机架系统

SCALEXIO 机架系统具有众多 I/O 功能，灵活性极大。所有硬件均可通过软件进行配置，因此更易于调整系统，使其适应不断变化的项目要求。

更多
SCALEXIO定制化系统

dSPACE SCALEXIO定制系统是一个高度通用的硬件在环仿真器。它提供了一系列全面的自适应和配置选项，以满足客户特定的需求。

更多
ControlDesk

ControlDesk是用于无缝ECU开发的实验软件。它可以处理所有任务，并提供单一的工作环境。

更多

基于处理器的方法

中延迟仿真，仿真步长为15ns

使用基于处理器的方法，可以使用扩展库来修改Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) 模型，能够通过Simulink Coder™在dSPACE实时处理器上生成实时代码。

对于基于处理器的仿真，可以针对电力电子的不同桥式电路使用平均模型，以确保精确仿真电力半导体的开关器件。

功能概述

Functionality	Description
General	Standard Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) components for linear parts and slow-switching semiconductors, such as rectifiers Average models for fast-switching semiconductors and for connecting to dSPACE I/O channels for PWM measurement Automatic code generation for dSPACE real-time platforms
Analysis	Different analysis tools included which help optimize the step size and real-time capability
Task handling	Supports Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) in separately triggered tasks
Model splitting	Splits large models into smaller submodels to reduce computation effort Enables the use of larger topologies
Mode caching	Precomputation of switch-configuration-dependent matrices

必需产品

DS6001 Processor Board

SCALEXIO系统的高性能处理器板卡

更多
SCALEXIO Processing Unit

高内核性能和高并行性能的产品线

更多
ConfigurationDesk

Configuration and implementation software for dSPACE real-time hardware

更多

选用产品

SCALEXIO 机架系统

SCALEXIO 机架系统具有众多 I/O 功能，灵活性极大。所有硬件均可通过软件进行配置，因此更易于调整系统，使其适应不断变化的项目要求。

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SCALEXIO定制化系统

dSPACE SCALEXIO定制系统是一个高度通用的硬件在环仿真器。它提供了一系列全面的自适应和配置选项，以满足客户特定的需求。

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ControlDesk

ControlDesk是用于无缝ECU开发的实验软件。它可以处理所有任务，并提供单一的工作环境。

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SCALEXIO EMH Solution

基于处理器的电驱动仿真

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