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dSPACE Electrical Power Systems Simulation Package

Einfache Echtzeitsimulation von leistungselektronischen Schaltungen, die mit Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems) entwickelt wurden

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

Anwendungsbereiche

Das Electrical Power Systems Simulation Package erlaubt die Echtzeitsimulation elektrischer Modelle, die mit Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems; vormals Simscape 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:

  • DC/DC-Wandler
  • Gleichrichter und Inverter
  • Wind-/Solarkonverter
  • Elektrische Energietechnik
  • Intelligente Netze


Durch den prozessorbasierten Ansatz steht eine Bibliothek mit äquivalenten Leistungselektronik-Modellen zum Ändern eines Simscape-Electrical™ (Specialized Power Systems)-Modells zur Verfügung und erlaubt die Generierung von echtzeitfähigem Code auf dSPACE Echtzeitprozessoren mit Hilfe von Simulink Coder™. 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.

Vorteile

Bei der prozessorbasierten Simulation gibt es Mittelwertmodelle für 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.
Um bei der FPGA-basierten Simulation einfach und ohne zeitaufwendige FPGA-Synthese zu integrieren, gibt es vorkonfigurierte FPGA-Anwendungen. Dafür ist keine FPGA-spezifische Software erforderlich. 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.

Functionality Description
General
  • Ready-to-use FPGA applications provided for FPGA-based approach
  • Automatic code generation for dSPACE real-time platforms
  • Model analysis tools for enhanced usability
  • Supports a combination of FPGA- and processor-based simulation for simulating large distributed systems
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)
FPGA-based approach – low-latency simulation down to a step size of 400 ns (SCALEXIO systems)
  • 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)
  • 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)

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