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电力机车动力设备硬件在环测试

测试电网接口、电力驱动和电力电子装置的控制器

电力机车通常包含多种组件和系统。电力驱动装置及其他动力设备组件的数量取决于电力机车的数量,并且差异很大。典型列车应用需要大量 I/O 通道来实现完整的虚拟测试环境。为满足可扩展性和时间要求,需要使用自适应测试解决方案。由于机车系统比较复杂且调试时间有限,因此可以在更舒适的实验室完成大多数测试是一项巨大优势。

应用领域

  • 牵引变流器
  • 辅助变流器(车载电源)
  • 电池充电机
  • 主供电系统包括主变压器、整流器和配电系统的电源接线

关键要点

  • 测试系统可适应各个组件
  • 可从单个组件扩展为虚拟列车
  • 支持多个电机并联
  • 集成大量电力电子组件
  • 多核应用适用于大型仿真模型
  • 大量 I/O 通道
  • 通过对 FPGA 的预处理和对 I/O 端口访问的优化,极大降低了基于处理器的仿真周期。
  • 基于 FPGA 和处理器的仿真交互
  • 通过图形化的电路仿真动力设备
  • 借助于 XSG Library 的 I/O 功能库和 DS2655 FPGA 基板的灵活 I/O,客户可以自定义 I/O 板卡的功能

用于测试轨道 ECU 的 HIL 仿真器系统实例。

支持多处理器系统

为增加大型测试系统的计算能力,可以连接两个或更多的 SCALEXIO® 处理单元。系统通过 IOCNET 连接,确保足够高的带宽。为便于建模,您在配置软件 ConfigurationDesk® 中仍然只有一个总项目。

可配置的 I/O 规模

为了全面满足 I/O 要求,可以使用 I/O 模块来扩展 DS2655 FPGA 基板。右侧的示例仿真器包含 6 个 Ds2655(共有 30 个 I/O 模块)和 3 个处理单元。该系统共计提供超过 500 个 I/O 通道,可通过 Hypertac 接插键连接。高计算性能和杰出的 IOCNET I/O 访问,可以让整个仿真的采样时间少于 20 微秒(从输入到输出延迟小于 2 倍采样时间)。dSPACE 工程服务可使 SCALEXIO 系统满足所有项目要求。

电机的控制和仿真

全新 DS2655M2 数字 I/O 模块在 DS2655 FPGA 基板中添加了 32 个数字 I/O 通道,使您可以捕获或生成更多数字信号,例如位置传感器信号。此外,还可以将 I/O 通道配置为 RS232 型和 RS485 型通信的发送端或接收端。通过 FPGA 的编程,可以仿真基于协议的位置传感器(例如 SSL、EnDat 和 Hiperface)和数字编码器(例如增量编码器)。FPGA 的编程基于 Xilinx® System Generator。通过 dSPACE FPGA Programming Blockset 生成的 FPGA 应用程序可以轻松地导入到 dSPACE ConfigurationDesk,从而以图形方式配置整个 SCALEXIO 系统。DS2655 FPGA 基板可以通过排线连接多达五个 I/O 模块,因此通道数量的选择十分灵活。

同步

由于采样时间很短,因此必须尽量减少 jitter 带来的影响。根据 I/O 通道要求的不同,可以使用不同的同步方法。须通过适当的 I/O 通道同步彼此的堆栈,以最大限度降低两个或多个 DS2655 FPGA 基板(包括各自的模块)之间的抖动,包括门驱动信号捕获。从而通过两个 FPGA 时钟的 jitter 同步多个基板。

XSG Utils Library 能针对实时 FPGA 应用,为用户提供加强版功能模块,让他们能更好地实施自己的项目。该库为全开放式,可以用在快速控制原型 (RCP) 以及硬件在环 (HIL) 仿真中。由于使用了通用型的编程方式,该库可以应用于所有 dSPACE 基于 Xilinx FPGA 的可编程实时硬件平台。

dSPACE 提供一种不同的的软件许可模式:

  • XSG Utils Library:FPGA 和处理器应用程序开发人员。
  • XSG Utils Interface Library:用于将预配置的 FPGA 应用程序嵌入用户现有 Simulink® 模型中

可用功能模块

  • 示波器
  • PWM 采集
  • PWM 生成器
  • 查找表
  • I/O 访问功能
  • 积分器
  • PI 控制器
  • 均值计算器
  • 正弦波发生器
  • 离散 PT1
  • 定标
  • 波表编码器
  • APU
  • 小型 APP
  • 版本信息