Électrification

MATLAB et Simulink pour le contrôle de la conversion de puissance

Concevoir un contrôleur numérique pour les convertisseurs de puissance

conversion de puissance

Développer des algorithmes de contrôle de la conversion de puissance

Utilisez Simulink et Simscape Electrical pour modéliser des composants électroniques analogiques et des algorithmes de contrôle numérique dans un même environnement de simulation. La simulation en boucle fermée de l'étage de puissance et du contrôleur vous permet d'évaluer et de vérifier les choix de design avant d'implémenter le contrôleur.

Utilisez la simulation pour :

  • Modéliser un étage de puissance en utilisant des composants de circuit ou un bloc de convertisseur de puissance prédéfini
  • Simuler le modèle du convertisseur à différents niveaux de fidélité de commutation de l'électronique de puissance : moyen, idéal ou non-linéaire détaillé
  • Concevoir, simuler et comparer différentes architectures de contrôleurs, y compris le contrôle en mode tension et en mode courant
  • Appliquer des techniques de contrôle classique et concevoir une logique de supervision pour la commutation de mode
  • Régler les gains des contrôleurs dans une ou plusieurs boucles de rétroaction à l'aide d'outils de réglage automatisés

« Un de nos objectifs dans le design du contrôleur de convertisseur de puissance a été de vérifier notre design avec des simulations avant d’effectuer des tests sur du hardware. Nous avons commencé par créer un modèle physique du convertisseur AC/DC triphasé et du hacheur de l’alimentation électrique à l’aide de Simulink, Simscape™ et Simscape Electrical™. Nous avons ensuite créé un modèle de système complet du contrôleur et du système physique. »

Yoshinori Kurimoto, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)

Exemples


Tester et vérifier les algorithmes de contrôle

Simulink accélère le processus de test et de vérification du design du contrôle des convertisseurs de puissance. 

  • Générez un code de contrôle pour le convertisseur de puissance pour une simulation Hardware-in-the-Loop (HIL) temps réel
  • Testez l'exécution temps réel des contrôles de votre convertisseur de puissance avant de la vérifier sur un prototype hardware
  • Identifiez et corrigez les erreurs communes en matière de design de contrôle en générant des cas de test avec Simulink Design Verifier et ainsi prévenir les dommages potentiels aux prototypes hardware coûteux
  • Vérifiez la couverture de modèle et de code avec Simulink Coverage pour assurer l’exhaustivité des tests et supporter la traçabilité des exigences

« Le passage du modèle de design au software temps réel a été très rapide grâce à la compatibilité totale entre MATLAB & Simulink et Speedgoat. »

Piotr Dworakowski, SuperGrid

Générer le code de production

Avec Simulink et Embedded Coder, vous pouvez réduire et éliminer le besoin de coder manuellement.

  • Utilisez Fixed-Point Designer pour modéliser, optimiser et générer le code pour les algorithmes virgule fixe et virgule flottante dans des applications de convertisseurs low-cost et de faible puissance
  • Générez un code de contrôle C/C++ stable et optimisé pour une implémentation sur des microcontrôleurs ou du code HDL synthétisable pour la programmation FPGA et le prototypage ASIC
  • Générez automatiquement un nouveau code, mis à jour pour refléter les changements dans le design du contrôle du convertisseur de puissance

Tout le code C/C++ et HDL généré est entièrement portable, optimisable avec un ensemble d'options, traçable de manière bidirectionnelle depuis le modèle Simulink et certifiable avec des kits de certification.

« Le code que nous avons généré avec Embedded Coder fait exactement ce qu'il est censé faire. Écrire à la main du code contenant neuf boucles PI puis le déboguer sur du hardware nous aurait pris six mois de plus. »

Brad Landseadel, Stem