电网信息物理系统建模与仿真验证平台研究

电网信息物理系统通过建立融合模型,研究电网信息控制系统与一次系统的互作用机制,建模与仿真验证平台为此提供了研究工具。基于混合系统的融合模型以及信息模型,设计了平台功能模块、实现工具;初步构建电网信息物理系统建模与仿真验证平台,可建立电网连续及离散模型,仿真电网运行动态,模拟控制过程及信息交互,并验证信息交互的正确性和一致性;最后通过算例展示并测试了平台界面和主要功能。     

基于xPC技术的风力发电设备半实物测试平台

采用MATLAB/Simulink的xPC技术构建一种廉价的风力发电设备半实物测试平台,在xPC宿主机建立了MATLAB/Simulink环境下的风力发电模型,利用实时代码生成工具箱(RTW)产生代码并下载到目标机运行,由外部控制器控制虚拟风力发电模型,从而验证了控制器的控制效果和性能.通过xPC技术与虚拟现实技术的结合,建立了友好的人机交互界面.用所述方法构建出一套人机界面友好的用于风力发电设备验证的仿真测试平台,仿真和试验结果验证了仿真测试平台的准确性.     

基于现场可编程门阵列永磁同步电机模型的硬件在环实时仿真测试技术

为实现电机控制器的性能测试、设计验证及优化,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)永磁同步电机(PMSM)驱动系统模型的硬件在环(HIL)实时仿真测试技术。在FPGA中建立起PMSM及逆变器的实时仿真模型,将其连接真实的数字信号处理器(DSP),实现HIL的半实物实时仿真测试。实时仿真模型在FPGA板卡上以50MHz速度运行,累计延迟(响应时间)4.14μs。将HIL平台(真实控制器和FPGA实时仿真模型)与全实物的通用平台(真实控制器、逆变器和PMSM)进行了试验比较,稳态电流幅值相差1.45%,验证了HIL平台的有效性和准确性。     

用于开发车辆MCU的变参数电机硬件在环测试方法

分析了电机驱动控制器硬件在环(HIL)仿真技术的关键点,基于NI平台和OPAL-RT电机和电力电子仿真工具包建立了完整的用于开发、测试和验证车辆微控制单元(MCU)的HIL仿真测试系统,功能涵盖试验配置和管理、模型自定义、非线性特征定义和在线调参等。详细介绍了试验中各部分模型的建立方法。结合电机标定测试工况,分别基于电机定参数模型和变参数模型进行仿真测试。测试结果表明,变参数电机模型的试验结果与真实台架的测试结果近似,误差小于15%。通过软件故障注入功能,方便地实现了功率管失效、桥臂直通和相间短路等电气故障注入测试。     

汽车性能虚拟测试系统的设计与实现

提出了一种基于虚拟现实仿真技术的汽车性能虚拟测试系统实现方案。采用3D技术构建测试对象模型及测试场景;利用虚拟现实工具Virtools的building blocks（BB）脚本语言进行逻辑编程,实现对象物理化、碰撞检测、动态跟踪、测试数据实时处理等系统关键技术;并结合数据库技术使试验数据管理更加方便安全;利用测试平台对东风标致307进行了车辆动力性能仿真测试,测试结果与实际情况相近,初步验证了测试平台的可行性。     

IGBT热模型的硬件在环实时仿真方法研究

在现有电压源型三相桥式逆变器的理想硬件在环(HIL)实时仿真模型的基础上,建立了IGBT损耗及温升的HIL实时仿真模型。模型是在基于FPGA的HIL平台上搭建。采用数据手册结合线性插值的方法建立了IGBT损耗模型。采用等效热网络电路方法,建立了IGBT温升模型。同时也可根据散热器结构参数计算热阻,增强了模型的适用性。为了扩展模型的实用性,采用Lab VIEW进行了上位机通信设计,实现了模型参数实时输入功能,以及模型数据实时采集并传输到上位机界面显示功能。最后将MATLAB仿真模型与HIL实时仿真模型进行对比,以验证模型的数据精度,并与实物测试进行对比,以验证模型的可靠性。     

配电自动化主站网络重构功能测试设计

在电力系统仿真软件DIgSILENT网络重构功能基础上,提出了针对配电自动化主站网络重构功能进行测试的方法,并构建了软件测试平台。软件测试平台基于同源性的原则构建网络模型和运行参数,针对网络重构功能的多种运行场景、多种目标函数可能的不同计算结果进行多层次的测试验证,以验证网络重构功能。最后针对一个配电网测试模型利用软件测试平台,阐述了针对第三方配电自动化主站网络重构高级应用功能的测试场景,对提出的测试方法进行验证分析,结果表明利用本测试方法能够针对配电自动化主站网络重构算法进行有效的测试,为配电自动化主站系统高级应用功能测试提供了有效的手段。     

四自由度平台条件下的六自由度水声测试技术

六自由度水声测试装置可在三维空间实现各种声呐姿态的控制,研究四自由度测控平台条件下的六自由度声学测量技术,可有效扩展四自由度声学测试平台功能,解决低自由度测控装置无法实现更高自由度声学测试等问题。通过建立维度传递模型,将四自由度测试平台条件下实测的几何量值转变为对声呐的六自由度控制,并设计了相应的声呐测试流程,计算机数值计算验证了维度传递理论及该技术方法的可行性及有效性。研究结果表明,该技术可在四自由度测试平台条件下以较高的效率实现声呐的六自由度测试。     

基于J-A磁滞模型的高效电磁暂态变压器建模

提出了一种基于J-A(Jiles-Atherton)模拟变压器磁滞的电磁暂态变压器模型,使用差分的方式得到离散化模型,并采用注入电流源的方式将J-A磁滞模型加入到变压器中。通过深入分析不同仿真步长下J-A模型方程的数值特性,使用多速率仿真方法改进了J-A磁滞模型的计算效率;通过多个算例的对比测试验证了所实现模型的正确性;通过对计算耗时的对比测试验证了所提出计算模型对计算效率的提高。为在电磁暂态仿真平台实现基于J-A模型的变压器磁滞模拟提供了一种高效可靠的实现方法。     

基于dSPACE的车用牵引电机控制器设计与实现

为实现燃料电池轿车用牵引电机控制器的快速开发,提出了一种基于dSPACE与虚拟样机技术的车用牵引电机控制器的设计方法。该方法基于定子电流最优控制策略建立控制系统模型,在dSPACE平台上进行控制器设计、实时仿真及虚拟样机性能测试,测试结果验证了该设计方法的有效性。该方法可以代替传统的电机控制器迭代设计与样机试制过程,将成为车用牵引电机系统设计研发的重要手段。     

SOC片上嵌入式微处理器核的可测试性技术

本文介绍了SOC片上嵌入式微处理器核的各种可测性方法,从是否添加可测性电路来分,可分为基于硬件的自测试方法和基于软件的自测试方法.基于硬件的自测试方法是利用各种可测性设计技术实现对微处理器核的测试,包括插入DFT测试电路的方法和基于BIST技术的功能性测试方法.本文提出了一种BIST型的具体测试结构,可用于测试一个简单8位处理器核;基于软件的自测试方法则是利用处理器核本身的指令集来实现自我测试.文中最后分析了这2类测试方法的优缺点和未来微处理器核的测试发展方向.     

可测性设计测试向量低功耗设计方法

随着半导体工艺尺寸的不断缩小和芯片集成度的提高,大规模、高性能处理器中的测试面临着许多严峻的挑战,其中,测试功耗已经成为大规模、高性能处理器生产测试中的关键性问题。可测性设计中的功耗较常规功能模式下的的功耗更高,过高的测试功耗高会导致芯片结构损坏、可靠性下降、成品率降低和测试成本增加等问题。可测性设计技术是降低测试成本,提高测试质量的有效手段,但是在对电路进行可测性设计的过程中有可能会造成功耗问题更加严重。本研究对可测性设计的低功耗测试向量的X‐Fill、时钟门控、功率分割等低功耗技术进行了介绍和分析,通过开源处理器LEON3作为实例,进行了实用的低功耗测试技术的分析和实验,提出可测性设计低功耗测试向量的设计方法。     

SystemC建模在多核处理器设计中的应用

"同芯Ⅳ"是中国科学院微电子研究所通信与多媒体SOC实验室设计的一款多核异构处理器.本文将电子系统级(E-lectronic System Level,ESL)设计方法成功应用于该处理器SOC设计,通过SystemC对系统关键单元MIPS处理器建模,利用Visual Studio和Modelsim等工具进行软硬件协同设计、验证.实践证明利用SystemC模型进行软硬件协同设计有效提高了开发并行度,缩短开发周期,为验证和性能优化提供了详尽的参考数据,简化了调试.     

无线传感网协议测试平台研究

随着网络测试技术的飞速发展,无线传感网测试技术的发展也是日新月异,从物理量测试到协议符合度测试,从功能测试到性能测试,从射频一致性测试到协议一致性测试,测试平台的搭建成为了整个测试系统构建工作中的关键。结合近年来无线传感网络的发展趋势,在理论推导及数据仿真的基础上,设计了一种可支持无线传感网络协议测试验证的平台,综合介绍了无线传感网络协议测试平台的整体构建,以及核心模块关键技术的设计思路,为无线传感器网络的节点产品研发测试验证提供了依据和手段。     

Equivalence checking for digital circuits

Integrated circuit technology has made it possible to produce chips with several millions of transistors. However, the increasingly more complex digital circuit designs and limited time constraints only add to the pressure during the implementation process. Traditional functional verification based on simulation has, during the design creation phase, reached its limits. Thus alternatives to simulation are being used. The most important alternative is equivalence checking, known also as formal verification. With equivalence checking, the highly automated analysis of the different levels of digital circuit design is performed. A comprehensive formal verification solution at every stage in the design-flow is the main approach for today's digital circuit design. Equivalence checking uses mathematical proof algorithms, then verifies every node in the design. Thus, equivalence checking guarantees 100% verification coverage without the need for test vectors. This is the big advantage over the traditional practice of functional verification by simulation that is directed by a set of test vectors.     

基于IEEE 1500标准的IP核内建自测试设计

针对内建自测试（BIST）技术在SoC测试上的应用问题,提出了一种在IEEE 1500标准下对IP核的BIST设计方法。该方法根据IEEE 1500标准的测试结构和规范研究讨论了测试壳的各个组成单元,实现了测试壳在各种工作模式下的指令操作,并结合BIST的工作原理设计了测试控制器的结构和工作流程。最终以8位超进位加法器为例,在Quartus II环境下对整个测试系统进行了功能验证。验证结果表明,IEEE 1500测试壳可在BIST控制器作用下正确完成指令和数据传输,本设计对IP核的测试功能有效可行。     

智能变电站二次设备即插即用理论模型与应用研究

为解决智能变电站新建及改造过程中二次设备配置繁琐和文件生成复杂的问题,提出了智能变电站二次设备即插即用理论模型。为实现即插即用的功能,首先设计了二次设备即插即用框架,针对设计的框架,从硬件层面和软件层面实现需求功能。硬件方面采用双核异构处理器外加FPGA构成的三核硬件平台,软件方面实现分层化设计,由支持层、功能层、应用层系统组成,实现了层与层的解耦,便于后期维护和软件组件的重用。在二次设备模型基础上,增加即插即用特有的数据及功能描述,从设备、数据和功能三方面进行了说明。为测试功能应用,进行保护和测控两方面验证仿真。同时设计了二次设备顺序控制、防误闭锁、五防闭锁和虚端子校验等方面控制校核逻辑。最后,通过功能测试证明了所设计模型可正确自动进行设备配置的读取、下装和相关参数配置修改。     

基于VHDL语言的可重用焦面FPGA软件验证平台设计

FPGA凭借其设计灵活,资源丰富的特点,在航天遥感相机中的应用越来越广泛.而随着FPGA的规模越来越大,所实现的功能越来越复杂,验证工作已经占到了整个FPGA设计工作量的75％.为了提高验证效率,本文提出了一种基于VHDL语言的可重用CCD焦面FPGA软件验证平台设计方法,该方法通过模块式的分层设计,实现了FPGA验证模块的重用,运用Testio读取文本技术,使测试用例的读入更加灵活,对输出结果进行自动化比对.该方法已在多个项目中使用,结果表明该方法提高了验证效率.     

二极管漏电流对多电源输入电压采集的影响分析

针对因隔离二极管漏电流而导致多电源输入电压采集电路采样误差较大的问题进行了分析及研究,采用了潜在电路分析(SCA)方法,深入分析了隔离二极管常温下漏电流特性,以及在该功能电路中产生采样误差的机理。针对该功能电路的设计缺陷,结合潜在电路分析方法进行了设计优化,并完成了优化后电路的试验验证。优化后采样误差能够满足功能要求。潜在电路分析方法不仅有效的解决了在多电源输入电压采集电路中因隔离二极管漏电流引起的采样误差问题,实现了电路设计中非预期功能的规避;同时也对设计的需求挖掘和完整性验证提供了方法和依据。     

海滨GPS定位系统

为了防止在一些大型的景点如海滨游玩的游客出现意外情况,同时方便景点管理人员对游客的管理,基于此设计了一个用于海滨游客定位的系统。首先对系统的总体设计方案进行介绍,其中定位标签采用以MC13224芯片为主处理器,通过ZigBee通信方式把GPS信息发送给定位网关,并能接收服务器端下发的信息;接着分析了网关、基站的硬件设计框图和软件设计流程。通过验证表明,定位标签能够将定位信息发送到服务器端,又能将服务器端的信息接收。最后分析了本系统的应用价值。