Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Программное обеспечение для моделирования электрических схем
Simulation software for electrical circuits
PLECS (Piecewise Linear Electrical Circuit Simulation) – это программный инструмент, разработанный компанией Plexim, для системного уровневого моделирования электрических цепей. Он специально предназначен для силовой электроники, но может применяться к любой электрической сети. PLECS предоставляет возможность моделирования систем управления и различных физических областей (тепловых, магнитных и механических) в дополнение к электрической системе. Большинство программ моделирования схем рассматривают коммутаторы как сильно нелинейные элементы. Из-за резких скачков напряжения и тока, моделирование замедляется при переключении коммутаторов. В наиболее простых приложениях коммутаторы моделируются как переменные резисторы, переключающиеся между очень малым и очень большим сопротивлением. В других случаях они представляются сложными полупроводниковыми моделями. Однако при моделировании сложных систем силовой электроники процессы, происходящие во время переключения, обычно не представляют интереса. В таких ситуациях более целесообразно использовать идеальные коммутаторы, мгновенно переходящие между разомкнутым и замкнутым состоянием. Этот подход, реализованный в PLECS, имеет два основных преимущества: во-первых, он обеспечивает кусочно-линейный характер систем в момент переключения, тем самым решая сложную задачу моделирования нелинейной неразрывности, возникающей в эквивалентной схеме в момент переключения. Во-вторых, для обработки неразрывности в моменты переключения требуется всего два шага интегрирования (один до момента переключения и один после). Оба этих преимущества значительно ускоряют моделирование, не снижая точности. Таким образом, программное обеспечение идеально подходит для моделирования и анализа сложных систем привода и модульных многоуровневых преобразователей, например. В последние годы функциональность PLECS была расширена для поддержки разработки моделей управления с автоматической генерацией кода. Помимо программного обеспечения, в продуктовую линейку PLECS входит аппаратное обеспечение для моделирования в реальном времени, предназначенное для аппаратного тестирования в контуре (HIL) и быстрого прототипирования систем управления.
PLECS (Piecewise Linear Electrical Circuit Simulation) is a software tool for system level simulations of electrical circuits developed by Plexim. It is especially designed for power electronics but can be used for any electrical network. PLECS includes the possibility to model controls and different physical domains (thermal, magnetic and mechanical) besides the electrical system. Most circuit simulation programs model switches as highly nonlinear elements. Due to steep voltage and current transient, the simulation becomes slow when switches are commutated. In most simplistic applications, switches are modelled as variable resistors that alternate between a very small and a very large resistance. In other cases, they are represented by a sophisticated semiconductor model. When simulating complex power electronic systems, however, the processes during switching are of little interest. In these situations it is more appropriate to use ideal switches that toggle instantaneously between a closed and an open circuit. This approach, which is implemented in PLECS, has two major advantages: Firstly, it yields systems that are piecewise linear across switching instants, thus resolving the otherwise difficult problem of simulating the non linear discontinuity that occurs in the equivalent circuit at the switching instant. Secondly, to handle discontinuities at the switching instants, only two integration steps are required (one for before the instant, and one after). Both of these advantages speed up the simulation considerably, without sacrificing accuracy. Thus the software is ideally suited for modelling and simulation of complex drive systems and modular multilevel converters, for example. In recent years, PLECS has been extended to also support model based development of controls with automatic code generation. In addition to software, the PLECS product family includes real time simulation hardware for both hardware in the loop (HIL) testing and rapid control prototyping.
Интеграция с MATLAB/Simulink или Standalone
Программное обеспечение PLECS доступно в двух редакциях: PLECS Blockset для интеграции с MATLAB®/Simulink® и PLECS Standalone – полностью независимый продукт. При использовании PLECS Blockset контуры управления обычно создаются в Simulink, а электрические схемы моделируются в PLECS. В то же время, PLECS Standalone может работать независимо от другого программного обеспечения и предлагает комплексное решение для моделирования электрических схем и систем управления в единой среде. Обе редакции взаимосовместимы. Главное отличие между ними заключается в том, что PLECS Standalone работает быстрее, чем PLECS Blockset, благодаря оптимизированному вычислительному ядру.
The PLECS software is available in two editions: PLECS Blockset for integration with MATLAB®/Simulink®, and PLECS Standalone, a completely independent product. When using PLECS Blockset, the control loops are usually created in Simulink, while the electrical circuits are modelled in PLECS. PLECS Standalone on the other hand can be operated independently from other software and offers an all in one solution for modelling electrical circuits and controls in a single environment. Both editions are interoperable with each other. The main difference between the two versions is that PLECS Standalone runs faster than PLECS Blockset due to its optimised engine.
Дополнительный кодер PLECS
Генератор кода обычно преобразует некоторое промежуточное представление исходного кода в машинный код. PLECS Coder – это дополнение к PLECS Blockset и PLECS Standalone. Он генерирует код ANSI C из модели PLECS, который можно скомпилировать для выполнения на хост-компьютере моделирования или на отдельном целевом устройстве. Целевым устройством может быть встраиваемая платформа управления или цифровой симулятор реального времени. PLECS Coder также может создавать встраиваемый код для конкретных аппаратных платформ.
A code generator usually converts some intermediate representation of source code into machine code. The PLECS Coder is an add on to PLECS Blockset and PLECS Standalone. It generates ANSI C code from a PLECS model which can be compiled to execute on the simulation host or a separate target. The target can be an embedded control platform or a real time digital simulator. The PLECS Coder can also produce embedded code for specific hardware targets.
Дополнительная информация PLECS PIL
В процессе разработки систем управления, основанном на моделировании, симуляция "Процессор в цикле" (PIL) может ускорить процесс разработки. Она позволяет инженерам тестировать свои алгоритмы управления на реальном аппаратном обеспечении внутри виртуального симулятора схемы. PLECS PIL, как дополнение к PLECS Blockset и PLECS Standalone, предоставляет такое решение.
In the Model based design of control loops, Processor in the Loop (PIL) simulation can accelerate the development process. It allows engineers to test their control algorithms on the real hardware inside a virtual circuit simulator. As an add on to PLECS Blockset and PLECS Standalone, PLECS PIL provides that solution.
Аппаратное обеспечение для симуляций в реальном времени
PLECS RT Box – это симулятор реального времени, специально разработанный для приложений в области силовой электроники. Это вычислительный блок для проведения аппаратного тестирования в реальном времени в замкнутом цикле (HIL) и быстрой разработки прототипов систем управления. PLECS RT Box программируется и управляется из среды PLECS. Следовательно, для работы с оборудованием необходима лицензия на программное обеспечение PLECS (Blockset или Standalone) и лицензия PLECS Coder.
The PLECS RT Box is a real time simulator specially designed for power electronics applications. It is a processing unit for both real time hardware in the loop (HIL) testing and rapid control prototyping. A PLECS RT Box can be programmed and operated from PLECS. Thus, a software license of PLECS (Blockset or Standalone) and a PLECS Coder license are required to operate the hardware.