Fékenergiát hasznosító akkumulátoros DC hajtás valós idejű HIL szimulációja

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sütő Zoltán
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A szakdolgozat célja, hogy átfogó képet adjon valós idejű szimulációk vizsgálatáról,

elkészítésének módszereiről egy komplex példán keresztül, Matlab-Simulink eszköztárat és

beágyazott programozási technikákat használva. A modellezett rendszer egy kisebb jármű

egyszerű elemekből felépülő egyenáramú hajtása, a szükséges energiaforrással és teljesítmény

elektronikai rendszerrel. A jármű mozgási energiáját, csak úgy, mint az energiafelhasználását

a szimuláció alatt monitorozzuk és szabályozzuk.

Első lépésként a rendszer valós idejű Matlab alapú matematikai modellje készült el. A

szabályozó paramétereket – a későbbi diszkretizálás miatti késés figyelembe vételével – ezen

modell segítségével terveztem meg. A modellt ezek után átalakítottam az eszközöknek

megfelelő formára, amikkel PC alapú szimulációkat futtattam. Ezen a szinten volt lehetőség a

szabályozó paraméterek módosítására és finomhangolására. A kész modellt szükségszerűen

kiegészítettem a hardver specifikus modulokkal, mi után készen állt a használt eszközökre

való letöltésre. A valós rendszer összeállításához további szűrők elkészítésére volt szükség.

A PC alapú szimuláció eredményeit a Hardware-in-the-loop (HIL) szimuláció segítségével

lehetett igazolni. A valós idejű tesztek lehetővé tették a rendszer valós körülmények közötti

próbáját, a szabályozó véglegesítését és annak tesztelését.

A szakdolgozat keretein túlmutatott, ugyanakkor hasznos lehet az elkészített szabályozó éles

üzemű tesztelése, ahol a HIL szimulátorban modellezett rendszer megépítésre kerül, a

szabályozó a körbe könnyen integrálható.

Különös hangsúlyt kapott a dolgozat során a Matlab beágyazott programozási eszköztárának

használata. Az egyes eszközök egyéni fejlesztőkörnyezete a háttérben futott, míg a legtöbb

egység modellje Simulink platformon készült el. A HIL szimulációk futása közben valós idejű

ellenőrzés szükséges, azonban ezen a téren a leírt módszer még kellően hiányos. A

szimulátorként szolgáló FPGA kártya rendelkezik gyárilag biztosított chipscope

lehetőségekkel, melyet a saját fejlesztői környezetében lehet futtatni. A szabályozó

megfigyelése azonban nehéz, további fejlesztést igényelne. A soros kommunikáció megoldást

kínál, azonban csak nagymértékű alul mintavételezéssel lehetséges a rendszer paraméterek

megfigyelése, így a tranziensek vizsgálatára csak korlátozott lehetőséget ad.

Különböző elektronikai áramkör tervezés és jelfeldolgozási metódusok szintén szerepet

kaptak a dolgozatban. Mivel két különálló eszköz alkotta a rendszert, ez egy nagyszerű

lehetőség volt a tervezési szabályok és a megvalósítás elsajátítására.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.