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Simulink®與電力電子控制設計

馬達、功率轉換、電池系統之數位控制設計與實現

電力電子工程師使用 MATLAB® 和 Simulink® 來開發馬達、功率轉換器和電池系統的數位控制系統。

  • 使用 Simulink 對監督控制及閉合迴路控制演算法進行模擬並產生程式碼,與傳統手動編寫程式碼和在硬體上執行測試相比,可縮短50%的專案時間。
  • 可使用幾千組現成的電氣建模元件與範例來進行桌上模擬。
  • 使用附加的工具箱來進行控制設計、定點設計、訊號處理、以及認證。
  • 取得Speedgoat及其他即時硬體平台的即時模擬支援。
  • 產生ANSI C、以及經過處理器優化的C和HDL程式碼,以執行於多種主流的微控制器、FPGAs、和SoCs。

建立和調整馬達控制演算法

利用MATLAB和Simulink,從其中的馬達、電力電子、感測器、負載函式庫來建立精確的系統模型。藉助波德圖(Bode plots)和根軌跡(root locus)等經典的線性控制設計技術。你可以使用自動的PID調整來控制負責調節電壓和頻率的反向器電力電子。

在Simulink,你可以在正常或異常操作環境下執行閉合迴路模擬來設計電流和速度控制器。為模型啟動、停機、和錯誤模式設計故障偵測與保護邏輯,並且設計減額及保護邏輯來確保馬達運作的安全。

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利用Simulink更快速地設計功率轉換器的數位控制器

有了Simulink,你可以在同一個模擬環境中建立類比元件和數位元件的模型。透過功率電路和控制器的閉合迴路模擬,你可以在實現控制器之前,先評估和驗證電壓模式控制和電流模式控制等設計上的選擇。

建立不同逼真程度的功率轉換器模型:用於系統動態的平均模型、用於開關特性的行為模型、以及用於寄生現象和細節設計的細節非線性開關模型等等。在開關轉換器模型以AC頻率掃描和系統辨識執行小型訊號分析,藉以獲得線性模型。這些模型可用來執行經典的控制技巧,比如透過波德圖和根軌跡圖進行互動迴圈成形。

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透過Simulink開發電池管理系統軟體

模擬電子電路和集合參數(lumped parameter)電池組模型。使用具備等效RC電路電池組模型、開關電力電子、以及各種負載與環境條件的模型。利用Simulink來設計、調整、測試監督、閉合迴路、與故障偵測演算法。

利用測試資料調整電池模型參數,並且捕捉電池化學反應、發熱、老化以及其他非線性特性。狀態觀測器是被設計來觀察充電狀態(state-of-charge,SoC)以維持電池的平衡和進行電池健康,狀態的線上評估。在模型上執行蒙地卡羅實驗,在各式各樣操作條件及故障情境中執行你的控制演算法。

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