Algemeen
Goedkopere en snellere simulatie van elektrische aandrijvingen

Het BMBF-onderzoeksproject ‘SimCelerate’ is met succes afgesloten. Projectpartners ontwikkelen methodes voor real-time simulatie van elektromotoren. Met deze ontwikkeling van een geautomatiseerd proces kunnen modellen naadloos worden overgebracht op een aantal parallel functionerende computers.

In het kader van het onderzoeksproject  SimCelerate , dat op 31 juli 2013 met succes werd afgesloten werkten de partners van het FZI Forschungszentrum Informatik in Karlsruhe, ITI GmbH en SET Power Systems GmbH methoden uit voor de Real-Time simulatie van elektromotoren. Tegelijkertijd ontwikkelden ze een geautomatiseerd proces, waarmee deze modellen naadloos konden worden overgezet op parallel functionerende computers.

Het project ‘SimCelerate’ werd gefinancierd door het ministerie van onderwijs en onderzoek en vormde een onderdeel van het ‘KMU-innovativ’-programma, waarmee de regering doelgericht samenwerking met middelgrote bedrijven, universiteiten en onderzoeksinstellingen ondersteund.

Modellenbibliotheek

‘SimCelerate’ startte in mei 2011, mede door een toenemende vraag naar elektrische aandrijvingen in de autotechniek. Als resultaat van de onderzoeksprojecten ontstond een geautomatiseerde ontwerpstroming, voor het transformeren van simulatiemodellen, die gebaseerd zijn op de modelbeschrijvingstaal Modelica, waarin de hardware beschrijvingstaal VHDL mogelijk wordt.

Daarmee worden de real time simulatie mogelijk van fysieke modellen met componenten van de aandrijflijn van elektrische voertuigen op de programmeerbare Field Gate Arrays (FPGAs). Een speciaal ontwikkelde modellenbibliotheek voor de Modelica tool SimulationX ondersteunt het genereren van synthetiseerbare FPGA-designs, met name voor de simulatie van elektromotoren. De ontwerpstroom is zo uitgevoerd, dat deze technologie ook bruikbaar is voor gebruikers zonder speciale kennis van FPGA.

Simulatie

Hardware-in-the-Loop (HiL) technologieën en passende testmethoden worden in veel branches toegepast bij de ontwikkeling, optimalisering en het testen van technische systemen en componenten. Bij het gebruik van deze technologie voor de emulatie van elektromotoren in combinatie met controle- en vermogenselektronica bestaan harde eisen met betrekking tot Real Time en korte cyclustijden.

Simulatiestappen in het microsecondegebied zijn noodzakelijk. De benodigde berekeningen kunnen niet worden gerealiseerd door microprocessoren in de beschikbare tijd. Daarom werd de modelberekening uitgevoerd op vrij programmeerbare Gate Arrays (FPGA), waarvan de beschrijvingstaal VHDL niet is ontworpen voor wiskundige modellen zoals differentiaalvergelijkingen. Het veelgebruikte overzetten van dergelijke modellen op FPGA’s door het handmatig coderen is duur en gevoelig voor fouten.

Met de ontwikkelingen van het ‘SimCelerate’ onderzoeksproject wordt deze moeizame praktijk sterk vereenvoudigd. Door het automatische proces worden inspanning en gevoeligheid voor fouten aanmerkelijk gereduceerd. Dat levert naast een hogere kwaliteit ook een aanmerkelijke kostenbesparing op.

De deelnemers

De ITI GmbH introduceerde, als producent van engineerings- en simulatietools SimulationX voor real time simulatie, toepassingen in het onderzoeksproject. De bijdrage van SET Power Systems aan het gemeenschappelijk project is gebaseerd op hun ervaring met emulatie van elektromotoren. Het FZI Forschungszentrum Informatik ontwikkelde methoden voor het omzetten van de beschrijvingen van Modelica modellen in geoptimaliseerde VHDL-code.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven