dSPACE Electrical Power Systems Simulation Package

Einfache Echtzeitsimulation von leistungselektronischen Schaltungen, die mit Simscape Electrical™ entwickelt wurden

Das dSPACE Electrical Power Systems Simulation Package erlaubt die Echtzeitsimulation elektrischer Modelle, die mit Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) entwickelt wurden.

  • Echtzeitsimulation von Simscape-Electrical™ (vormals SimPowerSystems™)-Schaltkreisen für HIL-Anwendungen
  • FPGA-basierter Ansatz für die Simulation mit geringer Latenz und einer Simulationsschrittweite von bis zu 400 ns
  • Prozessorbasierter Ansatz für die Simulation mit mittlerer Latenz und einer Simulationsschrittweite von bis zu 25 µs

Electrical Power Systems Simulation (EPSS)
2 Videos

Anwendungsbereiche

Das Electrical Power Systems Simulation (EPSS) Package erlaubt die Echtzeitsimulation elektrischer Modelle, die mit Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) entwickelt wurden. Das Package bietet verschiedene Möglichkeiten, Simscape-Electrical™ (Specialized Power Systems)-Modelle in eine Hardware-in-the-Loop (HIL)-Umgebung von dSPACE zu integrieren, um die unterschiedlichsten Komponenten zu testen, wie zum Beispiel:

  • Ladestationen und Onboard-Ladegeräte
  • DC/DC-Wandler
  • Aktive Gleichrichter und industrielle Wechselrichter
  • Wind- und Solarkonverter
  • Intelligente Netze


Der FPGA-basierte Ansatz beinhaltet die Konfiguration einer einsatzbereiten FPGA-Anwendung nach dem vorgegebenen Simscape-Electrical™ (Specialized Power Systems)-Modell. Dadurch wird eine HIL-Simulation mit niedriger Latenz erreicht. Beim prozessorbasierten Ansatz steht eine Erweiterungsbibliothek zur Verfügung, mit der ein Simscape-Electrical™ (Specialized Power Systems)-Modell so modifiziert werden kann, dass eine echtzeitfähige Code-Generierung auf dSPACE Echtzeitprozessoren mit Hilfe von Simulink Coder™ möglich ist.

Vorteile

Um bei der FPGA-basierten Simulation einfach und ohne zeitaufwendige FPGA-Synthese zu integrieren, gibt es vorkonfigurierte FPGA-Anwendungen. Dafür ist weder FPGA-spezifisches Wissen noch eine entsprechende Software erforderlich. Bei der prozessorbasierten Simulation gibt es Mittelwertmodelle für verschiedene Brückenschaltungen der Leistungselektronik, um sicherzustellen, dass das Schalten von Leistungshalbleitern präzise simuliert wird. Die Bibliothek verfügt über Funktionen zur einfachen Integration von Multirate-Systemen, die Interferenzeffekte vermeiden sollen.

Die Geschwindigkeit beider Simulationsarten wird durch Vorberechnen der Modellzustände erhöht. Durch die Modellteilung (Model Splitting) können Sie mit dem Package mehrere dSPACE Echtzeitplattformen gleichzeitig für die Berechnung einsetzen. Mit einer integrierten Scope-Funktion können Sie hochfrequente Signale innerhalb der FPGA-Taktfrequenz erfassen. Darüber hinaus können Sie Ihr Modell mit diversen komfortablen Analysewerkzeugen hinsichtlich Stabilität, Schalterkombinationen und FPGA-Fähigkeit untersuchen.

Besonderheiten

Um die Simulation großer und komplexer Topologien zu erleichtern, enthält das EPSS Package anspruchsvollste Multiprozessor- und Multi-FPGA-Funktionen. Das Tool zur halbautomatischen Modellseparierung ermöglicht es Ihnen, auch ohne Expertenwissen eine stabile und möglichst performante Trennstelle zu finden. So können Sie problemlos Multiprozessor- und Multi-FPGA-Systeme aufbauen, indem Sie die einzelnen Cores, Prozessoren oder mehrere FPGA-Boards verwenden. Diese Funktion kann Simulationen erheblich beschleunigen, da sie die Möglichkeit für parallele Berechnungen sowie einen leistungsstarken Datenaustausch zwischen einzelnen Simulationsplattformen bietet. Außerdem können Sie die I/O-Boards und Inter-FPGA-Verbindungen durch grafische Programmierung zuweisen. Dank der nahtlosen Integration des EPSS Package in die dSPACE Werkzeugkette können Sie die Funktionalität einfach auf etablierte XSG-basierte Modelle und Hochspannungslastmodule erweitern.

Functionality Description
General
  • Model analysis tools for enhanced usability
  • Supports a combination of FPGA- and processor-based simulation for simulating large distributed systems
FPGA-based approach – low-latency simulation down to a step size of 400 ns
  • Ready-to-use FPGA applications provided
  • Standard Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) components
  • Preconfigured FPGA applications for calculating Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) models
  • Supports model separation (model splitting)
  • Precomputation of switch-configuration-dependent matrices (mode caching)
  • 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 that 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 between several FPGAs (EPSS-based or XSG-based applications) via I/O module slots or multi-gigabit transceivers (MGT)
Processor-based approach – for mid-latency simulation down to a step size of 25 μs
  • Standard Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) components for linear parts and slow-switching semiconductors, such as rectifiers
  • Mean value models for fast-switching semiconductors and connecting to dSPACE I/O channels for PWM measurement
  • Supports Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) in separately triggered tasks (task handling)
  • Supports model separation (model splitting)
  • Precomputation of switch-configuration-dependent matrices (mode caching)
  • Automatic code generation for dSPACE real-time platforms

ConfigurationDesk Konfigurations- und Implementierungssoftware für dSPACE Echtzeit-Hardware SCALEXIO Processing Unit Produktlinien für Echtzeitanwendungen mit hohen Anforderungen an die Rechenleistung pro Kern und hoher Parallelität SCALEXIO Rack-System Das SCALEXIO Rack-System ist durch die umfassenden I/O-Funktionalitäten hochgradig flexibel. Sämtliche Hardware ist per Software konfigurierbar, wodurch sich das System leicht an sich ändernde Projektanforderungen anpassen lässt. SCALEXIO Customized System Einsatzfertiges HIL-System ControlDesk Universelle Experimentiersoftware für Steuergeräte-Entwicklung EMH Solution für SCALEXIO Prozessorbasierte Simulation von elektrischen Antrieben DS6601 FPGA Base Board Leistungsstarkes FPGA-Board mit der Xilinx® FPGA-Technologie für anspruchsvolle Anwendungen in der Elektromobilität DS6602 FPGA Base Board Leistungsstarkes FPGA-Board mit der neuesten Xilinx® FPGA-Technologie für anspruchsvolle Anwendungen der Elektromobilität. DS2655 FPGA Base Board SCALEXIO-I/O-Board mit benutzerprogrammierbarem FPGA DS6651 Multi-I/O Module SCALEXIO-FPGA-I/O-Erweiterung für die Entwicklung und den Test hochdynamischer Regelanwendungen FPGA I/O Modules SCALEXIO FPGA I/O modules for expanding the I/O channels of the SCALEXIO FPGA base boards
Produktinformationen Kontakt zu dSPACE

Treiben Sie Innovationen voran. Immer am Puls der Technologieentwicklung.

Abonnieren Sie unser Expertenwissen. Lernen Sie von erfolgreichen Projektbeispielen. Bleiben Sie auf dem neuesten Stand der Simulation und Validierung. Jetzt dSPACE direct und dSPACE direct aeropace & defense abonnieren.

Formularaufruf freigeben

An dieser Stelle ist ein Eingabeformular von Click Dimensions eingebunden. Dieses ermöglicht es uns Ihr Newsletter-Abonnement zu verarbeiten. Aktuell ist das Formular ausgeblendet aufgrund Ihrer Privatsphäre-Einstellung für unsere Website.

Externes Eingabeformular

Mit dem Aktivieren des Eingabeformulars erklären Sie sich damit einverstanden, dass personenbezogene Daten an Click Dimensions innerhalb der EU, in den USA, Kanada oder Australien übermittelt werden. Mehr dazu in unserer Datenschutzbestimmung.