【摘 要】
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在电力电子系统的设计和分析的过程中,开发者适当地进行半实物仿真实验,可以有效地缩短产品的研发周期、降低开发费用,还可以很大程度上保障人员的安全。电力电子半实物实时仿真技术及平台的研发,可以方便电力电子技术的实验与教学。针对电力电子半实物仿真教学实验需要,研究开发低成本解决方案,基于Lab VIEW软件和FPGA板卡,本文设计了一种高性价比电力电子半实物实时仿真平台。实验平台由Lab VIEW软件编
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在电力电子系统的设计和分析的过程中,开发者适当地进行半实物仿真实验,可以有效地缩短产品的研发周期、降低开发费用,还可以很大程度上保障人员的安全。电力电子半实物实时仿真技术及平台的研发,可以方便电力电子技术的实验与教学。针对电力电子半实物仿真教学实验需要,研究开发低成本解决方案,基于Lab VIEW软件和FPGA板卡,本文设计了一种高性价比电力电子半实物实时仿真平台。实验平台由Lab VIEW软件编制的监控系统和模型运算单元FPGA板卡组成,监控系统通过以太网与FPGA板卡数据交换,平台系统可以进行多种电路拓扑模型的下载安装和半实物实时仿真实验。论文的主要研究内容包括:（1）研究了电力电子半实物实时仿真平台的架构和系统模型形成的原理,在分析比较各类建模方法的基础上,利用二值电阻法建立了Buck电路仿真模型。（2）介绍了SG软件开发环境,设计了FPGA的通用仿真模型框架,将上述建立的Buck电路模型应用到模型框架中,并对模型下载方式进行了详细说明和介绍了ARM系统相关配置。（3）在FPGA+PC结构的实时仿真平台样机上,设计了基于Lab VIEW的监控系统架构和模型数据文件格式,实现了多模型库文件的下载运行、参数设置和模型电路拓扑图显示,采用了多线程算法进行接收和解析数据,实现了仿真波形曲线的实时显示。通过上述研究,论文基于实验样机平台,进行了Buck电路的实时仿真实验,并与SG仿真平台下的结果进行对比分析,验证了本文设计的电力电子半实物实时仿真平台的准确性和可靠性。
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