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Aeromechs 通过硬件在环测试开发用于飞机机载电力电子设备的双有源桥，该双有源桥可以 400 kHz 的频率进行开关。
团队利用实时功能缩短仿真时间
“MathWorks 顾问向我们展示了加速 Speedgoat 测试系统仿真的新技术，这让我们可将被控对象模型放入 Simulink 可编程 FPGA I/O 模块。他们积极主动，思路清晰，向我们传达了他们对所讨论话题的知识。”
关键成果
- 使用 Simulink 建模高保真新型 DAB 拓扑，并将其部署在 Speedgoat 实时测试系统上，从而实现 HIL 测试
- 无需昂贵的电力电子原型即可发现设计中的错误，从而最大限度地降低损坏风险
- 可以仿真物理特性和时序行为，如果不连接实际硬件，通常很难仿真这些特性和时序行为
为了对 DAB 及其控制策略进行准确的 MIL 和 HIL 测试，Aeromechs 需要在 FPGA 上实时运行模型，这意味着速度要比桌面仿真快 300 倍。
Aeromechs 总部位于意大利阿韦尔萨，其使命是通过电气化支持向碳中和航空的转变。该公司在软件开发的 DO-178C 认证流程方面拥有丰富的经验，并且在使用基于模型的方法和自动代码生成来开发智能电力管理模型方面拥有丰富的经验。Aeromechs 凭借其专业知识，为各种电源转换器开发智能电源管理策略，包括双有源桥 (DAB)，它具有双向电流和隔离功能，对于飞机电力系统的安全和效率至关重要。
然而，航空应用的严格要求意味着 DAB 必须具有高开关频率，需要高度动态的脉冲宽度调制 (PWM)。这可以减少电压纹波，为机载设备提供清洁的电源。高频开关还可以减小无源元件的尺寸，有助于减轻设备重量，这对降低航空运输造成的 CO2 排放至关重要。另一方面，增加频率也有缺点，例如更高的开关损耗、更高的 EMI 辐射和更高的元件应力。考虑到这种权衡，找到最佳开关频率非常重要。
为了优化开关频率为 400 kHz 的 DAB 控制器，Aeromechs 使用仿真在实际运行的精确条件下测试控制器。尽管这些仿真可以通过台式电脑上的模型在环 (MIL) 测试实现，但它们的速度太慢了，哪怕只有几毫秒的仿真。相反，该团队希望利用实时功能来缩短仿真时间。因此，他们使用 Simulink® 对 DAB 进行了更高保真度的建模。为了确保这个更复杂的模型能够实时运行，他们将其部署在配备了 Simulink 可编程 FPGA I/O 模块的 Speedgoat® 实时测试系统上。MathWorks 顾问为 Aeromechs 提供建议，以加快仿真和代码生成速度。
目标板上的控制策略和 DAB 被控对象模型可以并行实时运行，从而比桌面仿真的速度提高近 300 倍。这种加速使 Aeromechs 能够进行硬件在环 (HIL) 测试并节省调试物理系统的时间。未来，该团队打算在设计周期早期应用 HIL 方法——例如，以交互方式应用激励和查看结果。
