電力変換制御向け MATLAB および Simulink

電力コンバーター向けデジタルコントローラーの設計

無料評価版

仕組み

電力変換制御アルゴリズムの開発

電力変換制御アルゴリズムのテストおよび検証

量産コードの生成

電力変換制御アルゴリズムの開発

Simulink^® および Simscape Electrical™ を使用して、同じシミュレーション環境でアナログ電子部品とデジタル制御アルゴリズムをモデル化します。電力段とコントローラーの閉ループのシミュレーションにより、コントローラーを実装する前に設計の選択を評価および検証できます。

シミュレーションを使用すると、以下のことができます。

回路コンポーネントまたは事前構築済みの電力変換ブロックを使用した電力段のモデル化
平均値、理想、詳細な非線形など、さまざまなレベルのパワーエレクトロニクスのスイッチング忠実度でのコンバーターモデルのシミュレーション
電圧モード制御や電流モード制御など、さまざまなコントローラーアーキテクチャの設計、シミュレーション、および比較
古典的な制御手法の応用とモード切り替えの監視制御ロジックの設計
自動調整ツールを使用した単一または複数のフィードバックループにおけるコントローラーゲインの自動調整

「電力コンバーターコントローラーの設計における目標の 1 つは、実際のハードウェアでテストを行う前に、シミュレーションによって設計を検証することでした。まず、Simulink、Simscape™、および Simscape Electrical™ を使用して、電源用三相 AC/DC コンバーターとチョッパーのプラントモデルを作成することから始めました。その後、コントローラーとプラントの完全なシステムモデルを作成しました。」
高エネルギー加速器研究機構 (KEK)、栗本佳典氏

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詳細

Simulink で電力コンバーター制御設計をスピードアップする 10 の手法 – ホワイトペーパー
MATLAB と Simulink を使用した効率的なパワーエレクトロニクスコンバーターの設計 – ebook
詳細な SPICE サブ回路での Simulink および Simscape の使用 – 記事
パワーエレクトロニクスモデルの周波数応答の推定 – 記事

ビデオ

例

低電力コンバーター:

高電力コンバーター:

その他の電力コンバーターの例および電力インバーターの例

制御アルゴリズムのテストおよび検証

Simulink は、電力コンバーターの制御設計をテストして検証するプロセスを加速します。

リアルタイムハードウェアインザループ (HIL) シミュレーション向け電力コンバーターの制御コードの生成
ハードウェアプロトタイプで検証する前に、電力コンバーター制御のリアルタイム実行をテスト
Simulink Design Verifier™ を使用してテストケースを生成することにより、制御設計における一般的なエラーを特定して修正し、高価なハードウェアプロトタイプの潜在的な損害を防止
Simulink Coverage™ を使用してモデルとコードのカバレッジをチェックすることで、テストの完全性を確保し、要件のトレーサビリティをサポート

「MATLAB および Simulink と Speedgoat との間の完全な互換性のおかげで、設計モデルからリアルタイムソフトウェアへの移行が大幅に高速化しました。」
Piotr Dworakowski, SuperGrid

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詳細

効率的な DC-DC 電力コンバーターの設計 – MATLAB EXPO

ビデオ

例

STMicroelectronics STM32 プロセッサを用いた DC-DC 降圧コンバーターの電圧モード制御

量産コードの生成

Simulink および Embedded Coder^® を使用することで、手動コーディングの必要性を減らしたり、なくしたりすることができます。

Fixed-Point Designer™ を使用して、低コストかつ低電力のコンバーターアプリケーションにおける固定小数点および浮動小数点アルゴリズムのモデル化、最適化、およびコード生成を実行
マイクロコントローラーへの実装用に最適化され、安定した C/C++ 制御コード、または FPGA プログラミングや ASIC プロトタイピング用に合成可能な HDL コードを生成
新規コードや更新済みコードを自動再生成し、電力コンバーターの制御設計に変更を反映

生成された C/C++ および HDL コードはすべて完全に移植可能で、さまざまなオプションで最適化でき、Simulink モデルへの両方向の追跡が可能なほか、認証キットで認証できます。