Elektrifizierter Transport mit MATLAB, Simulink und Simscape Electrical
Modellieren und Simulieren von Systemen und Komponenten für elektrifizierten Transport
Ingenieure nutzen MATLAB, Simulink und Simscape Electrical zur Modellierung, Simulation und Entwicklung von Regelungen für Systeme und Komponenten verschiedener elektrifizierter Transportmittel, darunter Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Schiffe sowie Lokomotiven und Schienenfahrzeuge.
Mit Simscape Electrical haben wir ein integriertes Energiesystemmodell erstellt, das elektrische und thermische Bereiche verbindet, sodass wir während unserer Missionssimulationen das Gesamtbild erhalten. Wenn wir die Motoren modellieren müssen, die die Solaranlagen drehen, haben wir auch die Möglichkeit, diese mechanischen Komponenten zu integrieren.
Entwurf von Energiesystemen für elektrische Luftfahrzeuge und Raumfahrzeuge
Programme für elektrische Luftfahrzeuge umfassen eine breite Palette von Energiesystemarchitekturen, von stärker elektrifizierten über hybride elektrische bis hin zu vollständig elektrischen Konfigurationen. Model-Based Design bietet einen integrierten Workflow zur Analyse und Entwicklung dieser Architekturen und reduziert dabei Risiken in Bezug auf Leistung, Zeitplan und Integration.
Mithilfe von MATLAB, Simulink und Simscape können Sie:
- Elektrische Subsysteme entwerfen, darunter Kraftstoffpumpen, Gleichstromverteilungsnetze, Motoren für die Antriebsregelung und Notstromsysteme
- Zweckmäßige physikalische Simulationen entwickeln, die von der Flugzyklusevaluierung bis zu leistungselektronischen Schaltungen reichen
- Das stationäre und dynamische Verhalten des erneuerbaren Energiesystems durch Desktop-Simulationen untersuchen
- Energiespeicher- und Energiemanagementsysteme (EMS) in Ihren Entwurf integrieren
- In einem Schritt von der Desktop- zur Echtzeitsimulation wechseln
Ausgewählte Beispiele
Entwurf von Energiesystemen für elektrifizierte Schiffe
Domänenübergreifende physikalische Modellierung und Simulationen ermöglichen Ihnen die Implementierung und Evaluierung elektrischer Energiesysteme mit weniger Prototypen. Sie können Simulink und Simscape verwenden, um Energiesysteme auf der Grundlage unterschiedlicher Anforderungen und Betriebsprofile von Schiffen zu entwickeln und nachzurüsten.
- Bewerten Sie verschiedene Szenarien, die von Energieflüssen während Schiffsmanövern bis hin zu den Auswirkungen von Stromrichtern auf die Fehlerstromreaktion reichen.
- Erkunden Sie durch Analyse und Entwurf von Energiesystemen verschiedene elektrische Technologieoptionen.
- Integrieren Sie thermisches Verhalten und thermische Kühlung in Ihre Systemmodelle.
- Variieren Sie die Genauigkeit Ihrer Modelle, wenn sich der technologische Reifegrad weiterentwickelt.
- Übertragen Sie Modelle von der Desktop-Simulation zur Echtzeit-Simulation.
- Optimieren Sie den Energiefluss von Schiffen auf Systemebene.
Simulink und Simscape ermöglichten es uns, ein dynamisches Modell eines komplexen Energiesystems zu erstellen, das mehrere physikalische Domänen umfasst. Durch die Simulation dieses Modells können wir sehen, wie ein neues Energiesubsystem funktionieren wird, bevor es gebaut wird, und den Kunden eine genaue Schätzung ihrer Kapitalrendite liefern.
Ausgewählte Beispiele
Lokomotiven und Schienenfahrzeuge
MATLAB, Simulink und Simscape ermöglichen Ihnen die Erstellung von Anlagenmodellen, z. B. Elektromotoren, für die Durchführung von Simulationen. Sie können Algorithmen für Regelungen auf Systemebene (wie Zugsteuerungs- und Traktionsregelungsmanagementsysteme) sowie auf Komponentenebene (wie Türregelungen und Bremsen) entwickeln. Die Produkte ermöglichen es Ihnen, produktionsfertigen Regelungscode für verschiedene eingebettete Prozessoren zu generieren. Echtzeit-Hardware-in-the-Loop (HIL)-Tests helfen Ihnen, Regelungssoftware zu validieren, ohne auf teure physische Prototypen angewiesen zu sein.
Durch den Einsatz von MATLAB und Simulink mit TÜV-SÜD-zertifizierten Produkten können Sie Echtzeitregelungen für Traktionsmotoren von Lokomotiven und Systeme zur Elektrifizierung des Schienenverkehrs entwickeln und implementieren. Model-Based Design hilft, die Qualität, Markteinführungszeit und Kosteneffizienz von digital geregelten und softwareintensiven Bahnstromsystemen zu verbessern. Sie können auch Hochintegritätssysteme entwickeln, die vollständig mit EN 50128 konform sind, einem Standard für Software von Eisenbahnsteuerungs- und Schutzsystemen.
Wir haben mit den Tools von MathWorks innerhalb eines Jahres ein Regelungssystem für einen Permanentmagnetantrieb entwickelt, getestet, modifiziert und implementiert. Angesichts der uns zur Verfügung stehenden Ressourcen wäre es nicht möglich gewesen, dies ohne die Tools von MathWorks termingerecht zu liefern.
Modellierung von Wechselrichtern und Traktionsmotoren sowie die Entwicklung von Antriebsregelungssoftware
Eine präzise Motor-Modellierung ermöglicht die frühere Entwicklung von Motor- und Traktionsregelungseinheiten (TCU) vor dem Hardware-Test mit MATLAB, Simulink und Simscape.
- Modellieren und simulieren Sie Motoren, Leistungselektronik und TCUs (mit Motor Control Blockset und Simscape Electrical).
- Parametrisieren Sie Motormodelle, um die Motordynamik mithilfe von instrumentierten Tests zu erfassen, oder Parameter aus einer Datenbank oder Finite-Elemente-Analyse zu importieren.
- Führen Sie Simulationen im geschlossenen Regelkreis durch und stimmen Sie Regelungsalgorithmen mithilfe des Field Oriented Control Autotuner automatisch ab, um die Anforderungen an Geschwindigkeits- und Drehmomentverhalten zu erfüllen.
- Führen Sie Rapid Control Prototyping und Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL) durch, indem Sie C-, C++ oder HDL-Code für Simulationsmodelle generieren.
- Generieren Sie produktionsfertigen C- und HDL-Code aus Algorithmen zur Motorregelung für eingebettete Mikrocontroller, FPGAs und SoCs.
Ausgewählte Beispiele
Berichte von Anwendern
- Alstom generiert Produktionscode für sicherheitskritische Regelungssysteme für Energieumwandler
- Bombardier Transportation implementiert Model-Based Design zur schnelleren Entwicklung von Schienenantriebssystemen
- CSEE Transport sorgt für zuverlässige Software für Hochgeschwindigkeits-Schienennetze
- ABB beschleunigt die Entwicklung von Anwendungssteuerungs-Software für einen Leistungselektronikregler
Ressourcen und Support
