MATLAB 및 Simulink를 사용한 전력 변환 제어
전력 컨버터의 디지털 제어기 설계
Simulink 및 Simscape Electrical 을 사용하여 아날로그 전자 구성요소와 디지털 제어 알고리즘을 동일한 시뮬레이션 환경에서 모델링할 수 있습니다. 전력 증폭단과 제어기의 폐루프 시뮬레이션을 통해 제어기 구현 전에 설계 선택을 평가하고 검증할 수 있습니다.
시뮬레이션을 사용하여 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.
- 회로 구성요소 또는 사전 준비된 전력 컨버터 블록을 사용하여 전력 증폭단 모델링
- 평균값(average-value), 이상(ideal) 또는 상세한 비선형(detailed nonlinear) 등 다양한 수준의 전력 전자 스위칭 충실도로 컨버터 모델 시뮬레이션
- 전압 모드 제어 및 전류 모드 제어 등 다양한 제어기 아키텍처 설계, 시뮬레이션 및 비교
- 고전 제어 기법 적용 및 모드 스위칭에 대한 감독 제어 논리 설계
- 자동 조정 툴을 사용하여 단일 또는 여러 피드백 루프에서 제어기 이득 자동 조정
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예제
저전력 컨버터:
고전력 컨버터:
Simulink는 전력 컨버터의 제어 설계 테스트 및 검증 공정을 가속화합니다.
- 실시간 HIL(Hardware-in-the-Loop) 시뮬레이션을 위한 전력 컨버터의 제어 코드 생성
- 하드웨어 프로토타입에서 검증하기 전에 전력 컨버터 제어 실시간 실행 테스트
- Simulink Design Verifier 로 테스트 케이스를 생성하여 제어 설계에서 흔한 오류의 식별과 수정 및 값비싼 하드웨어 프로토타입의 잠재적 손상 방지
- Simulink Coverage 로 모델 및 코드 커버리지를 검사하여 테스트의 완전성 보장 및 요구사항 추적성 지원
“MATLAB 및 Simulink와 Speedgoat 간의 완전한 호환성 덕분에 설계 모델에서 실시간 소프트웨어로 매우 빠르게 전환할 수 있었습니다.”
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- 효율적인 DC-DC 전력 컨버터의 설계 – MATLAB EXPO
Simulink 및 Embedded Coder 를 사용하여 수작업 코딩이 필요한 경우를 줄이고 없앨 수 있습니다.
- Fixed-Point Designer 를 사용한 저비용, 저전력 컨버터 응용 사례의 모델링, 최적화 및 고정소수점 및 부동소수점 알고리즘 코드 생성
- 마이크로컨트롤러에서 구현할 최적화되고 안정적인 C/C++ 제어 코드 또는 FPGA 프로그래밍 또는 ASIC 프로토타이핑을 위한 합성 가능 HDL 코드 생성
- 업데이트된 새 코드를 자동으로 재생성하여 전력 컨버터 제어 설계의 변경 사항 반영
생성된 모든 C/C++ 및 HDL 코드는 전체적으로 이식성이 좋고, 다양한 옵션으로 최적화할 수 있으며, Simulink 모델과의 양방향 추적성을 가지며, 인증 키트로 인증할 수도 있습니다.
“Embedded Coder로 생성한 코드는 예상한 대로 작동합니다. 9개의 PI 루프가 있는 코드를 수작업으로 작성한 후 하드웨어에서 디버그했다면 일정이 6개월 이상 늘어났을 것입니다.”
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