Einfache Echtzeitsimulation von leistungselektronischen Schaltungen auf Signalebene
Echtzeitfähigkeit
Ermöglicht die Ausführung von Simscape-Electrical™-Modellen in Echtzeit
Simulation mit niedriger Latenzzeit
Bis zu einer Simulationsschrittweite von 224 ns mit FPGAs
Umgang mit großen Topologien
Leistungsstarke Simulation dank Multi-FPGA- und Multiprozessor-Unterstützung
Einfache Verwendung
Nutzen Sie die Leistung von FPGAs ohne spezielle FPGA-Kenntnisse
Was ist das Electrical Power Systems Simulation Package?
Das Electrical Power Systems Simulation (EPSS) Package ist eine Simulationslösung für Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems). Mit dem EPSS Package lassen sich in Simscape Electrical™ entwickelte elektrische Modelle in Echtzeit berechnen und simulieren.
So entsteht eine ideale Entwicklungsumgebung für das Testen elektrischer Systeme. Um die Simscape-Electrical™-Modelle echtzeitfähig zu machen, enthält das Package zwei verschiedene Optionen:
- Bei Schaltfrequenzen von bis zu 20 kHz empfiehlt es sich, die Echtzeitanwendung auf einem Prozessor zu berechnen.
- Anwendungen mit höheren Schaltfrequenzen erfordern den Einsatz von FPGAs .
Wenn Ihre Anwendung Schaltfrequenzen von mehr als 80 kHz erreicht, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf. Wir erstellen Ihnen gerne eine individuelle FPGA-basierte Lösung, die für Ihre Bedürfnisse optimiert ist.
Gut zu wissen
Simscape Electrical™ (ehemals SimPowerSystems™) ist eine Simulink ® -Bibliothek von MathWorks ® für die Simulation elektrischer Schaltungen, insbesondere der Leistungselektronik, dieauf einer topologieorientierten Modellierungsmethode basiert, der sog. physikalischen Modellierung.
Specialized Power Systems ermöglicht die Modellierung elektrischer Energiesysteme mit speziellen Komponenten und Algorithmen.
Beide können von sich aus keine Echtzeitberechnungen durchführen. Dafür muss das dSPACE EPSS Package auf einer Echtzeitmaschine laufen.
Anwendungsbereiche
Das EPSS Package ermöglicht die Integration von Simscape-Electrical™-Modellen (Specialized Power Systems) in eine dSPACE Hardware-in-the-Loop (HIL)-Umgebung für den Test dynamischer elektrischer Systeme.
Typische Anwendungen für unseren FPGA-basierten Ansatz sind:
- Ladestationen und Onboard-Ladegeräte
- DC/DC-Wandler
Für die folgenden Anwendungen kann sich je nach individuellen Anforderungen entweder der FPGA-basierte Ansatz oder unser prozessorbasierter Ansatz eignen:
- Aktive Gleichrichter und industrielle Wechselrichter
- In elektrischen Netzen verwendete Geräte
Vorteile
Das EPSS Package verbindet in einzigartiger Weise hohe Simulationsleistung, schnelle Modellimplementierung und Echtzeitfähigkeit mit komfortabler Bedienbarkeit und einem hohen Maß an Flexibilität.
Komplexe oder schnell schaltende leistungselektronische Schaltungen sind Ihr tägliches Geschäft? Das EPSS Package verfügt über hilfreiche Funktionen für die Handhabung großer Schaltungen und schneller Stromwandler. Mit Hilfe dieser Funktionalitäten lassen sich bestehende Modelle so optimieren, dass sie in Echtzeit laufen. Um Ihnen die Arbeit zu erleichtern, werden die Funktionen mit Simulink-Funktionsblöcken von dSPACE realisiert. So können Sie sie einfach wie ganz normale Funktionsblöcke verwenden. Dank der praktischen Integration und dem optimalen Zuschnitt der Funktionen können Sie auf einfache Weise und auch ohne Expertenwissen das Beste aus den Modellen herausholen:
- Das Model Splitting hilft dabei, große Modelle in kleinere Teilmodelle zu unterteilen. Das reduziert den Rechenaufwand sowie die Größe der Simulationsschritte und ermöglicht es gleichzeitig, auch größere Modelle in Echtzeit zu simulieren.
- Verschiedene Analysewerkzeuge ermöglichen Ihnen die Analyse Ihrer Modelle, einschließlich Stabilität und FPGA-Fähigkeit. Mit Hilfe dieser Werkzeuge können Sie Ihr Modell optimieren, um das Beste aus Ihrer Simulation herauszuholen.
- Mit der integrierten Scope-Funktion können Sie ganz einfach hochfrequente Signale innerhalb der FPGA-Taktrate erfassen und das Verhalten des Modells auf dem FPGA sofort untersuchen – ganz so, als würden Sie Hardware-Oszilloskope verwenden. Dadurch sind die Messungen viel schneller und genauer als bei der Signalerfassung mit einem Prozessor. Das FPGA-Scope-Instrument ist in unserer Experimentier- und Instrumentierungssoftware ControlDesk verfügbar und ermöglicht Ihnen die Messung und Anzeige von bis zu acht FPGA-Signalen zur Laufzeit.
- Das EPSS Package ist nahtlos in die dSPACE Werkzeugkette integriert und kann somit problemlos mit anderen dSPACE Werkzeugen und Produkten kombiniert werden, beispielsweise mit XSG-basierten Modellen oder Hochspannungslastmodulen. Auf diese Weise können Sie Ihre bestehenden HIL-Systeme ganz einfach erweitern, um neue Anforderungen zu erfüllen.
Vereinfachter Workflow zur Verwendung des EPSS Packages
Erstellen Sie in nur wenigen Schritten Ihre perfekte Entwicklungs- und Testumgebung für elektrische Systeme:
- Erstellen Sie Ihr Modell direkt aus dem Schaltplan in Simscape Electrical™ (Specialized Power Systems).
- Verwenden Sie das EPSS Package, um Ihr Modell echtzeitfähig zu machen und es in eine dSPACE HIL-Umgebung zu integrieren.
- Führen Sie Ihre Simulationen und Tests durch und verfolgen Sie die Ergebnisse.
FPGA-basierter Ansatz
Simulation mit geringer Latenz und einer Simulationsschrittweite von bis zu 224 ns
Der FPGA-basierte Ansatz beinhaltet eine einsatzbereite FPGA-Anwendung, die entsprechend dem vorliegenden Simscape-Electrical™ (Specialized Power Systems)-Modell konfiguriert ist. Dadurch wird eine HIL-Simulation mit niedriger Latenz erreicht.
Wir bieten vorkonfigurierte FPGA-Anwendungen, die eine einfache Integration ermöglichen. Das bringt für Sie zahlreiche Vorteile mit sich:
- Keine FPGA-Synthese erforderlich
- Keine FPGA-spezifischen Kenntnisse erforderlich
- Automatische FPGA-Konfiguration innerhalb weniger Minuten
Funktionsübersicht
Functionality |
Description |
|---|---|
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General |
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Analysis |
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Model splitting |
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| Mode caching |
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User interfaces |
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Integrated scope function |
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Inter-FPGA communication |
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Erforderliche Produkte
Optionale Produkte
Prozessorbasierter Ansatz
Simulation mit mittlerer Latenz und einer Simulationsschrittweite von bis zu 15 μs
Beim prozessorbasierten Ansatz steht eine zusätzliche Bibliothek zur Verfügung. Mit dieser kann ein Simscape-Electrical™ (Specialized Power Systems)-Modell so modifiziert werden, dass eine echtzeitfähige Code-Generierung auf dSPACE Echtzeitprozessoren mit Hilfe von Simulink Coder™ möglich ist.
Bei der prozessorbasierten Simulation gibt es Mittelwertmodelle für verschiedene Brückenschaltungen der Leistungselektronik, um sicherzustellen, dass das Schalten von Leistungshalbleitern präzise simuliert wird.
Funktionsübersicht
Functionality |
Description |
|---|---|
|
General |
|
| Analysis |
|
| Task handling |
|
|
Model splitting |
|
| Mode caching |
|
Erforderliche Produkte
Optionale Produkte
Multiprozessor- und Multi-FPGA-Funktionen
Um die Simulation großer und komplexer Topologien zu erleichtern, enthält das EPSS Package besonders leistungsstarke 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.
Was unsere Kunden sagen
Wir brauchten ein Werkzeug, mit dem sich Anwendungen einfach und schnell modellieren lassen, ohne dass sich der zuständige Ingenieur mit der FPGA-Programmierung befassen muss. Das EPSS Package von dSPACE war die beste Umgebung, um dies zu gewährleisten.
Die dSPACE Entwicklungsslösung lässt sich einfach parametrieren, konfigurieren und für die generische Simulation automatisieren. Damit können wir kundenspezifische Modelle von ABB mit dem dSPACE EPSS FPGA Package für eine vollständige Antriebs- und Hilfsbetriebesimulation kombinieren.
EPSS-Links
Links zu detaillierten technischen Informationen, zum Kundendienst und zum Einkauf. Der Zugang kann eine Registrierung erfordern.