黑科技來(lái)襲—EasyGo DeskSim 2022搶先體驗(yàn)

EasyGoDeskSim2022 內(nèi)測(cè)版本已經(jīng)完成，正在緊鑼密鼓的進(jìn)行內(nèi)測(cè)。預(yù)計(jì)將于8月份正式發(fā)布。

新版本的EasyGoDeskSim實(shí)時(shí)仿真軟件將提供更多實(shí)用的FPGA仿真功能，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的易用性與便捷性。下面，就隨著小編來(lái)?yè)屜攘私怏w驗(yàn)一下部分新功能。

新功能1——多FPGA Solver融合解算

目前針對(duì)電力電子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真，大多采用FPGA來(lái)完成ns級(jí)別的實(shí)時(shí)仿真，主流有兩種實(shí)現(xiàn)方式：

一種方式是采用HDL coder的方式。

優(yōu)點(diǎn)：靈活，可任意自定義用戶的算法。

缺點(diǎn)：1.對(duì)于用戶的編程水平提出較高的門(mén)檻要求，需要對(duì)FPGA編程有一定的基礎(chǔ)（了解時(shí)序，數(shù)據(jù)類型等）；2.對(duì)于簡(jiǎn)單的電力電子系統(tǒng)（比如2電平， 3電平通用的模塊來(lái)說(shuō)）容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓方程，但是當(dāng)系統(tǒng)比較復(fù)雜的時(shí)候，就比較難用數(shù)學(xué)方程來(lái)實(shí)現(xiàn)了； 3.需要進(jìn)行FPGA 編譯成bit流文件才能下載至FPGA 中運(yùn)行， 需要耗費(fèi)較多編譯等待時(shí)間。

一種是采用特殊的開(kāi)關(guān)建模方式來(lái)完成電力電子系統(tǒng)的FPGA 仿真。

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需FPGA編譯；任意拓?fù)浯罱ā?/p>

缺點(diǎn)：目前只能在FPGA 用通用的電力電子器件，當(dāng)有一些需要添加一些自定義的模型的時(shí)候無(wú)法滿足。

DeskSim2021版提供了三種FPGA Sovler模式：1.Nosolver模式；2.PowerElectronicSolver模式；3.FPGA Codersolver模式。(具體solver的功能詳見(jiàn)軟件幫助文檔)。

2022版本增加了第4種solver模式：Power Electronic & FPGA Coder 混合解算模式。既可以結(jié)合兩種方式FPGA仿真的優(yōu)勢(shì)，又可以彌補(bǔ)兩種方式各自的缺點(diǎn)。

Power Electronic & FPGA Coder 混合解算模式下， 我們既可以在FPGA上進(jìn)行電力電子系統(tǒng)功率電路的任意搭建，又可以用搭建自定義的模型模塊，使得FPGA上的高速實(shí)時(shí)仿真更加的靈活易用，可以適用于比如基于FPGA的自閉環(huán)，自定義的高速電機(jī)模型等等更多場(chǎng)景。最最最重要的一點(diǎn)，模型的任意搭建運(yùn)行都建立在FPGA不需要進(jìn)行編譯的前提下，大大提高易用性。

新功能2——多開(kāi)關(guān)建模方式多核仿真

目前常用的開(kāi)關(guān)建模方式有兩類。

一類是基于Ron/Roff 建模。開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)候，仿真成 Ron 并聯(lián) RsCs，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的時(shí)候仿真成RsCs。

優(yōu)勢(shì)是仿真結(jié)果數(shù)值相對(duì)比較穩(wěn)定，不受開(kāi)關(guān)頻率以及工況變化的影響；缺點(diǎn)是計(jì)算量大，不利于進(jìn)行大規(guī)模電力電子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真。

一類是基于L/C 電流源建模。開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)候，仿真成 小電感Lon，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的時(shí)候仿真成小電容Coff, Lon 和 Coff 都可以看作成一個(gè)電流源并聯(lián)一個(gè)導(dǎo)納的形式。

優(yōu)勢(shì)是使得整個(gè)電路拓?fù)涞南禂?shù)矩陣不會(huì)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)的切換而變化，不需要在運(yùn)算過(guò)程中重新計(jì)算系數(shù)矩陣，仿真過(guò)程更為簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，易于進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，缺點(diǎn)是工況變化時(shí)會(huì)受Gs值影響精度，開(kāi)關(guān)頻率高了也會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗變大，對(duì)仿真步長(zhǎng)要求更高。

DeskSim2022采用最新的解析算法，將兩種開(kāi)關(guān)建模方式進(jìn)行融合，可實(shí)現(xiàn)混合實(shí)時(shí)仿真，更好的模擬電力電子系統(tǒng)的電磁暫態(tài)特性。

通過(guò)解耦模塊進(jìn)行電路解耦，一部分采用Ron/Roff 建模，一部分采用L/C 電流源建模，可以結(jié)合兩種建模方式的優(yōu)勢(shì)。

新功能3——FPGA 多步長(zhǎng)混合仿真

DeskSim 2022 的FPGA支持多種solver的混合應(yīng)用，對(duì)于每一種solver可以采用不同的仿真步長(zhǎng)。

以下圖模型為例，模型運(yùn)行在FPGA上，F(xiàn)PGA解算方式采用的是 Power Electronic & FPGA Coder 解算，其中電力電子電路部分采用了兩種開(kāi)關(guān)建模方式，通過(guò)Three-Phase Decoupling進(jìn)行解耦；同時(shí)，還有一部分模型采用了FPGA coder的自定義模型。

當(dāng)模型載入到DeskSim中時(shí)，電力電子拓?fù)淠Ｐ偷姆抡娌介L(zhǎng)與FPGA Coder模型的仿真步長(zhǎng)是可以分別設(shè)置的。

電力電子拓?fù)淠Ｐ屯ㄟ^(guò)Powergui 中設(shè)置為1e-6，F(xiàn)PGA Coder部分設(shè)置為2.5e-6。系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)將自動(dòng)完成不同步長(zhǎng)的同步與交互處理。

更多特色的軟件功能，歡迎繼續(xù)關(guān)注后續(xù)DeskSim2022的產(chǎn)品發(fā)布。