${message}

Разработка системы управления электроприводом

Построение системных моделей является необходимым этапом при проектировании систем с электроприводом. Такой подход позволит вам уточнить требования к вашей системе...

Этап 1. Моделирование электропривода для валидации требований к системе

Мы оказываем услуги по определению требований к элементам электропривода, проверки работоспособности системы с выбранной структурой электропривода. 

При моделировании проверятся функциональная работоспособность привода с учетом физических ограничений. Выявляются требования к структуре системы управления и общим алгоритмам.


Проблематика:

  • Перед созданием прототипа системы необходимо убедиться в ее реализуемости. Пример: заложенной мощности будет достаточно для заданной скорости и дальности пробега

  • Необходимо определиться с требованиями к компонентам системы. Пример: удовлетворяет ли выбранная емкость батареи ожиданиям от системы?

  • Поставщик не может реализовать требования по ряду причин. Как это отразится на системе? Пример: нет серийной батареи с требуемым уровнем напряжения.

Решение: 

Мы предлагаем построить модель вашей системы для решения указанных проблем. С помощью такой модели вы получите формальный ответ о реализуемости системы, сможете перебрать различные конструкторские решения реализации системы, оптимизировать требования к системе и принять решение о старте работ.

Этап 2. Моделирование энергетики электропривода

Мы оказываем услугу по проверке возможности реализации системы с электроприводом с точки зрения обеспечения энергетического баланса. При моделировании происходит уточнение энергетических параметров каждого узла, таких как КПД, токи и напряжения.


Проблематика:

  • Необходимо определиться с энергетическими параметрами для выбранной элементной базы и режимов эксплуатации. Пример: учет падения напряжения батареи с ростом мощности и динамикой ее разряда.

  • Определить средние и пиковые мощности потерь в системе с учетом КПД элементов. Пример: Понять потери на силовом преобразователе при циклической нагрузке.

Решение:

Уточнить модели компонентов с учетом нелинейностей и КПД, оценить тепловые потери и интегральный КПД системы. На такой модели можно проводить испытания на произвольном ездовом цикле без построения натурного прототипа

Этап 3. Моделирование переходных процессов в электроприводе

Мы оказываем услугу анализа переходных процессов в элементах электропривода с наложением различных физических ограничений( скоростей, ускорений, токов, напряжений и тд). 

По результатам моделирования проводится валидация входных требований к системе, реализуемость системы в целом, формируются требования к системе управления, силовой части и электродвигателю.


Проблематика:

  • Необходимо выработать требования для алгоритмической части системы управления. Пример: рассчитать необходимую частоту дискретизации алгоритмов.

  • Определить требования к исполнительным элементам. Пример: с какой частотой должен работать силовой преобразователь?

  • Убедиться, что выбранные компоненты обеспечат необходимое качество управления. Пример: гарантирует ли выбранная измерительная система заданное качество управления?

Решение:

Строим детальную модель элементов системы: шины, ЦАП/АЦП, алгоритмы и т.д. Таким образом мы получаем полноценную системную модель с учетом всех необходимых эффектов. В результате такого анализа мы можем выработать частные технические задания на все компоненты системы.

Этап 4. Быстрое прототипирование алгоритмов управления электроприводом

Проблематика:

Необходимо протестировать придуманный алгоритм управления, когда он написан на "бумаге" или в виде модели, но не перенесен на электронный блок управления по причине недоступности самого вычислителя или долгих итераций при реализации алгоритма на вычислителе программистами.
Решение:

Необходимо произвести подключение КПМ «РИТМ» к испытываемой системе вместо электронного блока управления, который недоступен, и произвести запуск модели алгоритма управления в режиме жесткого реального времени буквально по нажатию одной кнопки. Таким образом можно убедиться, что выбранный алгоритм управления работает корректно, если же нет, то производится коррекция алгоритма на уровне модели. 

Такой подход позволяет проводить быстрые итерации при разработке алгоритмов управления в реальном окружении, не обладая профессиональными навыками программиста.

Этап 5. Полунатурное моделирование или HIL (Hardware-in-the-Loop)

Проблематика:

Необходимо провести испытания готового блока управления, однако этот процесс может быть очень дорог, требовать специальных и труднодостижимых условий, а также быть небезопасным для здоровья людей или сохранности испытываемого изделия. 

Решение:

Необходимо подключить разработанный блок управления к КПМ «РИТМ», на котором запущена математическая модель объекта управления или окружения в режиме жесткого реального времени. Такой подход позволяет проводить систематические комплексные испытания в любых режимах эксплуатации без риска нанесения вреда изделию или испытателям в лабораторных условиях. 


К такому стенду можно подключать реальные устройства, которые уже доступны, или постепенно заменять математические модели реальными компонентами, входящими в состав изделия.

Этап 6. Генерация кода из моделей алгоритмов для микропроцессоров и ПЛИС

Подход модельно-ориентированного проектирования позволяет быстро и надежно переносить алгоритмы управления на встраиваемые платформы. Это позволяет минимизировать ошибки программиста, быстро вносить и тестировать коррекции в проект и проводить верификацию встраиваемых систем.

Проблематика:

  • Алгоритмист и программист не могут "договориться" о реализации алгоритма. Пример: придуманный алгоритм не удовлетворяет требованиям по на выбранной элементной базе.
  • Итерации при реализаии алгоритмов на встраиваемой системе длинны, что приводит к задержками проекта. Пример: программист одновременно выполняет несколько проектов и приходится долго ждать.
  • Написанный встраиваемый код понятен только программисту, что дает повод к "инженерной археологии". Пример: отсутствие прослеживаемости кода к ТЗ и специфика конретного программиста не дают возможности вносить изменения или переиспользовать код в других проектах.

Решение:

Применить автоматическую генерацию кода из уже разработанных и отлаженных моделей алгоритмов управления. Сгенерированный код читаем, прослеживаем к ТЗ и математической модели, быстро генерируется, а также может быть сертифицирован по индустриальным стандартам, таким как ГОСТ Р МЭК 61508, КТ-178, ГОСТ Р ИСО 26262-6-2014, ГОСТ 51904-2002.

Существенно упрощает разработку наличие готовых профилей для генератора кода под популярные модели микропроцессоров (Texas Instruments, Миландр, Renesas, ST и т.д.).

*
Настоящим в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя данную форму, вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных . Мы, ООО ЦИТМ "Экспонента" и аффилированные к нему лица, гарантируем конфиденциальность получаемой нами информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и пр. в соответствии с «Политикой конфиденциальности персональных данных». * - обязательные поля