电池管理系统硬件在环测试系统研究

随着电池技术日新月异的发展,电池管理系统(BMS)的技术也面临着新的挑战,搭建具有开放性、灵活性、可扩展性的电池管理系统硬件在环(HIL)测试系统尤为重要.基于RT-LAB搭建实时仿真平台,实现与电动汽车仿真软件Advisor软件的联合仿真,通过LabView设计仿真测试管理软件,从而实现不同负载模型切换,充电过程通讯...     

针对虚拟电池的HIL仿真平台研究

虚拟电池在与电池相关领域的开发环节起到了重要的作用.文中针对虚拟电池搭建一个硬件在环仿真平台,包括dSPACE、虚拟电池、充放电设备以及数据采集设备等.根据虚拟电池的实际使用场景,文中建立电池等效模型,并将多串电池模型计算过程进行矩阵化处理.考虑电池组中电池存在不一致性,根据正态分布对电池模型参数进行差异化的处理,并通过MATLAB软件进行多串电池模型的联合仿真.结果 显示所提出地方法能够较好的模拟电池组中电池的动态性能以及单体的不一致性.     

基于RT-LAB的混动车BMS硬件在环测试系统

针对混动车电池管理系统(BMS)开发了硬件在环试测试平台。该试测试平台硬件包括实时仿真机、电池模拟器、故障注入设备等,软件包括电池及整车实时模型、RT-LAB实时仿真平台、PROVEtech:TA整车标定软件等。采用该HIL平台进行了BMS技术指标测试、功能测试、不同路况下的逻辑测试。结果表明:该硬件在环可以快速、准确、全面地验证BMS的性能参数、控制逻辑及与整车的交互能力,大幅缩短产品开发时间和开发成本。     

基于RT-lab的电池硬件在环模拟器研究

随着混合动力汽车和纯电动汽车的发展,能量存储装置对汽车的安全性和可靠性的影响越来越受到重视。电池管理系统(BMS)是提高车辆安全,延长电池寿命,减少能量损耗的关键。如何对BMS的软件和硬件进行开发和验证变得非常重要。使用实际的电池进行相关的研究,会带来极大的不便之处,如实验耗时长、可重复性差、故障注入危险以及难以复现等;而单纯的软件模型不具备实时性也没有硬件的连接,可验证的功能非常有限。为了克服这些困难,使用RT-lab平台针对BMS构建了一个硬件在环测试平台,具有很好的可调性、实时性、灵活性和普适性,可以全面地对BMS进行测试,节省成本和时间。     

基于RTLAB仿真平台的新能源机组硬件在环仿真

随着国家双碳战略实施推进,以新能源为主体的新型电力系统发展迅速。开展新能源机组电磁暂态仿真并校验故障穿越性能和保护性能,成为保障新型电力系统安全稳定运行的关键。提出了一种基于RTLAB仿真平台的新能源机组硬件在环仿真技术,建立了两类新能源机组通用一次电路拓扑模型。提出了新能源机组硬件在环仿真实施步骤。基于湖北随州某新能源电站的机组开展了硬件在环实际仿真工作,证明了所提出的硬件在环仿真方法的有效性。     

基于MATLAB和DSP的滤波器硬件在环实时仿真

本文介绍了一种设计滤波器的新方法.该方法基于硬件在环实时仿真系统,通过MATLAB对DSP的滤波输出信号进行跟踪分析,实现了滤波器的快速设计.该滤波器准确度高,具有较强的实用性与灵活性.     

基于RTDS的电池管理系统仿真测试平台搭建及应用

为了验证在不同环境下储能电站中电池管理系统的可靠性及稳定性,搭建基于数字实时仿真系统(RTDS)的储能电站电池管理系统仿真测试平台,并在此平台上进行电池管理系统测试.实验结果表明在RTDS实验平台上开展电池管理系统检测工作,能有效避免真实电池测试带来的风险,并具备较高的灵活性,能模拟不同环境,快速进行充放电测试和SOC...     

电力系统硬件在环仿真应用的现状及展望

硬件在环仿真(HILS)是提升现代大电网系统仿真准确性、支撑开展高压直流/新能源等装置可靠性验证的有效手段。首先,在介绍HILS基本架构和优势的基础上阐述了HILS在提升电网一次系统仿真准确性、支撑电网二次控制系统测试验证方面的技术及应用现状;然后分析了电力系统HILS平台构建面临的挑战,提出可接入多异构数据模型的灵活架构技术、有限仿真资源下新能源场站等值和大型二次系统等效技术、控制对象接入的通用接口技术等技术方向;最后,从传统技术深化和与新技术融合发展2个角度探讨了电力系统HILS的未来发展趋势,以期对相关平台研发和仿真实验工作提供一定参考。     

面向新型电力系统的数字实时硬件在环仿真综述

随着新能源的接入比例不断升高与电力电子设备的广泛应用,数字实时硬件在环仿真已经成为新型电力系统仿真分析的重要手段。在此背景下,综述数字实时硬件在环仿真的国内外研究现状,讨论提高仿真效率与精确度的关键技术,以及该过程中存在的疑难点。从数字实时硬件在环仿真的发展历史出发,首先讨论数字实时仿真的元件建模,包括R_on/R_off与L/C两类器件建模方法;随后归纳戴维南等效、诺顿等效与频率相关网络等值三类接口电路等效方法;接着讨论高速率并行算法、基于不同计算单元的仿真平台架构与硬件在环仿真的类型;然后总结典型数字实时硬件在环仿真的基本流程及其在新型电力系统中的应用实例,最后总结各类架构与算法的优缺点、适用场景。     

风力发电的可控功率源硬件在环仿真

风力发电是新能源发电领域的主要研究方向之一,国内外技术人员在该领域进行了大量的科学研究工作,但目前由于受到场地和环境的限制,针对实际风电场的研究难以得到大范围推广.可控功率源硬件在环仿真平台是一种基于NI PXI及cRIO的实验仿真系统,采用双反馈风电机组作为研究对象,可实现风电场运行状态的实时仿真,用于风力发电及并网相关技术的研究.实验证明该可控功率源具有投资少,周期短,准确有效的特点.     

车用电机硬件在环实时仿真与测试平台

车用内置式永磁电机功率密度高,参数非线性变化显著.针对此情况,本文在高速FPGA芯片上建立车用永磁电机的非线性模型,与真实控制器连接,构建了硬件在环半实物实时仿真与测试平台(HIL-bench).利用两台产品级车用永磁电机组成共直流母线互馈对拖平台(M/G-bench),与所构建的实时仿真测试平台进行对比.测试转速范围从恒转矩区到弱磁区,测试转矩从轻载到额定负载.对比结果表明,在高速指标方面,HIL-bench系统仿真步长已达到1μs;在逼近现实工况指标方面,两个平台的平均误差为4.15％.     

基于PLC的硬件在环仿真系统及其在风力发电并网中的应用

把可编程逻辑控制器引入到硬件在环仿真系统中，介绍了基于可编程逻辑控制器的硬件在环仿真系统，并用该仿真系统对风力发电的软并网控制过程进行了仿真仿真分析验证了该仿真系统的有效性。     

硬件在环实时仿真系统延迟对滞环电流控制仿真影响研究

硬件在环实时仿真系统如RT-LAB、RTDS等近年在电力电子研究领域中得到了广泛的应用。在使用硬件在环仿真的过程中,研发人员往往关注仿真机的最小步长而忽视仿真机输入到输出的延迟指标。针对采用滞环电流控制的并网逆变器,研究了硬件在环实时仿真中输入到输出延迟指标的重要性。通过理论研究、仿真和实验得出在滞环电流控制的硬件在环仿真中,仿真机的输入到输出延迟对滞环电流控制有明显的负面影响,它会导致滞环比较带宽增加,进而降低滞环比较控制的开关频率,让并网逆变器的电流谐波增大,使得硬件在环仿真下的控制器性能劣于真实系统。即使仿真机保持较小的仿真步长,也无法真实有效地模拟出真实的滞环电流控制系统的性能。随着开关频率的提高,一味地通过提高仿真机性能来解决硬件在环仿真准确度问题的思路并不可取,未来需要考虑其他技术手段来缓解该问题。     

基于数字化虚拟电机硬件在环实时仿真测试

提出了一种基于数字化虚拟电机闭环控制的半实物仿真测试平台。为了更精确地模拟内置式永磁同步电机(IPMSM)宽调速、高转矩的运行特性,基于现场可编程门阵列(FPGA),构建一种考虑电感饱和效应的IPMSM硬件在环(HIL)数字化电机仿真平台。利用有限元计算及Verilog语言编程,建立IPMSM及逆变器模型,整个系统的仿真步长为1μs,逼近真实工况。控制器方面使用与Simulink无缝连接的快速控制原型,对数字化电机采用传统的最大转矩电流比(MTPA)与弱磁控制相结合的控制策略。得到了数字化电机闭环控制的试验波形,讨论了电感饱和效应对传统定参数模型控制效果的影响,体现了这种半实物仿真测试平台作为一种测试控制器算法的可行性和优越性。     

一种高速直线电机定位测速系统硬件在环仿真

高精度高实时性的定位测速系统对高速直线电机的稳定运行至关重要。为验证基于激光阵列的定位测速系统对高速直线电机控制系统的适用性,该文首先分析了激光阵列式编码器的工作原理,推导了定位测速系统参数设计的约束条件。其次建立了编码器及激光传感器阵列的数学模型,根据给定的位置信息产生脉冲信号驱动激光器,以模拟传感器在不同速度下产生的光脉冲信号,根据检测的光脉冲信号来计算动子位置和速度。最后基于所研制采集器、脉冲发生器、多通道模拟器及控制器,构建了一套定位测速硬件在环仿真系统。通过对比给定的位置/速度与检测到的位置/速度的数据结果,量化测量误差。通过与电机控制系统的硬件在环闭环系统联合仿真,验证了该方法的有效性,且能够为位置与速度检测算法的改进与仿真验证提供良好的测试平台。     

基于硬件在环实时仿真平台的高速磁悬浮列车牵引控制策略

常导电磁吸引型磁悬浮列车采用长定子直线同步电机进行驱动,由于磁悬浮列车运行环境构建复杂、成本高,实际建设高速磁悬浮试验线存在诸多困难。为了在实验室中开展高速磁悬浮交通牵引控制策略的相关研究,搭建硬件在环实时仿真平台是非常必要的。该文介绍的基于RT-LAB仿真机的硬件在环实时仿真平台,包括背靠背型三电平变流器、长定子直线同步电机和牵引控制系统,可以验证高速磁悬浮列车牵引控制系统的性能、牵引控制策略以及系统接口等,对于掌握高速磁悬浮交通的核心技术具有重要价值。     

永磁同步电机控制硬件在环测试平台的实现

为实现电机控制器的性能设计及验证,提出了基于RT-LAB和JMAG的永磁同步电机硬件在环(HIL)实时测试平台。利用JMAG电磁软件建立了永磁同步电机(PMSM)的有限元分析模型,应用RT-LAB,搭建了永磁同步电机及逆变器的实时仿真系统,将其与真实的电机数字控制器相连,实现了永磁同步电机的矢量控制。将HIL平台实验结果和全实物平台实验结果进行了比较,验证了该平台的准确性和有效性。     

风电变流器的RT-LAB硬件在环仿真系统设计与实现

对于兆瓦级风电变流器的控制算法研究多采用Matlab/Simulink、PSCAD和Psim等纯数字仿真软件,存在不能真实模拟风电变流器运行和不便于控制算法开发和移植等缺点。鉴于此,利用RT-LAB半实物虚拟仿真器和分布式数字控制器实现无缝连接,搭建了一套3 MW鼠笼型全功率风电变流器的硬件在环仿真平台,并进行了风电变流器的控制算法开发和验证。半实物仿真和实验结果表明,在RT-LAB硬件在环仿真平台上开发的软件算法可以直接应用到实际变流器系统中,且控制效果完全一致,该方法大大缩短了风电变流器的研发周期。     

五相内置式永磁同步电机硬件在环实时仿真平台的实现

针对车用五相永磁电机构建了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件在环(HIL)实时仿真平台.在FPGA中建立采用定点与单精度浮点相结合的电机驱动系统数学模型,构建半实物电机系统;将其与dSPACE控制器连接,组成HIL实时仿真平台.将实时仿真结果与MATLAB/Simulink离线仿真对比,对比结果说明HIL平台不仅能实现对控制器硬件与软件的在线实时测试,而且在仿真精度上更加逼近车用电机的实际工况.     

功率硬件在环仿真稳定性分析及功率接口研究

功率接口装置作为连接数字仿真与被测实物的重要环节,对于功率硬件在环(PHIL)仿真技术的稳定性与精度起到决定性作用。基于PHIL接口等效建模理论,建立PHIL的电路模型,分析其稳定性;基于重复控制理论,设计功率接口控制策略,保证仿真稳定性与精度;加入电压外环P控制,提高动态性能。搭建PHIL仿真试验平台,以380 V、50 k W功率接口装置实现了复杂系统的混合实时仿真,且稳态特性好、动态响应快、鲁棒性强。