Simulink를 사용하여 전력 전자 제어 설계하기

 

전력 전자 제어 설계용 Simulink

모터, 전력 변환기 및 배터리 시스템용 디지털 제어 설계 및 구현

전력 전자 엔지니어는 모터, 전력 변환기 및 배터리 시스템용 디지털 제어 시스템을 개발하기 위해 MATLAB® 및 Simulink®를 사용합니다.

  • Simulink를 사용하여 감시 및 폐쇄 루프 제어 알고리즘용 코드를 시뮬레이션 및 생성합니다. 전통적인 핸드 코딩 및 하드웨어에 대한 직접적인 테스트에 비해 프로젝트 시간을 50% 단축합니다.
  • 즉시 사용할 수 있는 수천 개의 전기 모델링 구성 요소와 데스크탑 시뮬레이션 예제에 액세스합니다.
  • 제어 설계, 고정 소수점 설계, 신호 처리 및 인증을 위해 애드온 툴박스를 사용합니다.
  • Speedgoat와 기타 실시간 하드웨어 플랫폼에 대한 실시간 시뮬레이션 지원을 받습니다.
  • 여러 선도적인 마이크로 컨트롤러, FPGA 및 SoCsANSI C, 프로세서에 최적화된 C 및 HDL 코드를 생성합니다.

"전력 변환기 컨트롤러를 설계할 때 실제 하드웨어에서 테스트를 수행하기 전에 시뮬레이션을 통해 설계를 검증하는 것이 우리의 목표 중 하나였습니다. 우리는 Simulink, Simscape™, Simscape Electrical™을 사용하여 파워 서플라이의 3상 AC/DC 변환기와 초퍼의 플랜트 모델을 만드는 것으로 시작했습니다. 그런 다음 컨트롤러와 플랜트의 전체 시스템 모델을 만들었습니다."

Yoshinori Kurimoto, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)

전력 전자 제어 설계에
Simulink 사용하기

모터 제어 알고리즘 구축 및 조정

MATLAB과 Simulink를 사용하여 모터, 전력 전자, 센서 및 부하의 라이브러리로부터 정확한 시스템 모델을 구축합니다. 보드 플롯 및 근궤적과 같은 전형적인 선형 제어 설계 기법을 활용합니다. 자동 PID 튜닝을 사용하여 전압과 주파수를 조절하는 인버터 전력 전자 장치를 제어할 수 있습니다.

Simulink를 사용하여 정상 및 비정상 작동 조건에서 폐쇄 루프 시뮬레이션을 수행하여 전류와 속도 컨트롤러를 설계할 수 있습니다. 모델 시작, 셧다운 및 오류 모드에 대한 오류 감지와 보호 로직을 설계하고, 안전한 모터 작동을 보장하는 부하경감과 보호 로직을 설계합니다.

Simulink를 사용하여 더 빨리 전력 변환기용 디지털 제어 설계하기

Simulink를 사용하면 동일한 시뮬레이션 환경에서 아날로그와 디지털 구성 요소를 모델링할 수 있습니다. 전력 스테이지와 컨트롤러의 폐쇄 루프 시뮬레이션을 통해 컨트롤러를 구현하기 전에 전압 모드 제어 및 전류 모드 제어와 같은 설계 선택을 평가하고 검증할 수 있습니다.

다양한 수준의 충실도에서 전력 변환기 모델링하기: 시스템 역학용 평균 모델, 스위칭 특성용 동작 모델, 기생 및 세부 설계용 상세한 비선형 스위칭 모델. AC 주파수 스윕과 시스템 식별을 사용하여 스위칭 컨버터 모델에서 소신호 분석을 수행하여 선형 모델을 얻습니다. 이 모델을 사용하면 보드 및 근궤적 플롯을 이용한 대화형 루프 형성과 같은 전형적인 제어 기법을 사용할 수 있습니다.

Simulink를 사용하여 배터리 관리 시스템 소프트웨어 개발하기

전자 회로와 집중 파라미터 배터리 팩 모델을 시뮬레이션합니다. 동등한 RC 회로 배터리 팩 모델, 전력 전자 장치 스위칭 및 다양한 부하와 환경 조건을 갖춘 모델로 작업합니다.  Simulink를 사용하여 감시, 폐쇄 루프 및 오류 감지 알고리즘을 설계, 조정 및 테스트합니다.

테스트 데이터를 사용하여 배터리 모델 파라미터를 조정하고, 셀의 화학, 열, 열화 및 기타 비선형 특성을 포착합니다. 상태 관측기는 셀 밸런싱과 성능 상태 온라인 평가를 위해 SoC(충전 상태)용으로 설계되었습니다. 모델에서 Monte Carlo 실험을 실행하여 전체 작동 조건과 오류 시나리오의 범위에 대해 제어 알고리즘을 실행합니다.

대화형 예제와 튜토리얼을 검토하여 기본 작업부터 고급 작동까지 차근차근 진행하십시오.

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