Transports électrifiés avec MATLAB, Simulink et Simscape Electrical
Modéliser et simuler les systèmes et les composants pour les transports électrifiés
Les ingénieurs utilisent MATLAB, Simulink et Simscape Electrical pour modéliser, simuler et développer des systèmes de contrôle pour les systèmes et les composants de différents types de transports électrifiés, notamment les avions, les engins spatiaux, les navires, les systèmes ferroviaires, ainsi que les locomotives et le matériel roulant.
Avec Simscape Electrical, nous avons créé un modèle de système d’alimentation intégré faisant le lien entre les domaines électrique et thermique, ce qui nous permet d’avoir une vue d’ensemble lors de nos simulations au niveau mission. Si nous devons modéliser les moteurs qui font tourner les panneaux solaires, nous disposons alors également de la capacité d'intégrer ces composants mécaniques.
Design de systèmes d'alimentation pour avion et engin spatial électrique
Les programmes d'aéronefs électriques couvrent une large plage d'architectures de systèmes de puissance, allant des configurations plus électriques aux configurations hybrides-électriques et entièrement électriques. L'approche Model-Based Design propose un workflow intégré pour analyser et développer ces architectures tout en réduisant les risques liés à la performance, au calendrier et à l'intégration.
En utilisant MATLAB, Simulink et Simscape, vous pouvez :
- Concevoir des sous-systèmes électriques, y compris les pompes à carburant, les réseaux de distribution d'alimentation en courant continu, les moteurs pour le contrôle d'actionnement et les systèmes d'alimentation de secours
- Développer des simulations physiques adaptées aux besoins, allant de l'évaluation du cycle de vol à la commutation de l'électronique de puissance
- Étudier l'état stationnaire et la réponse dynamique du système d'énergie renouvelable en effectuant des simulations sur PC
- Inclure le stockage de l'énergie et des systèmes de gestion de l'énergie dans votre design
- Evoluer rapidement de la simulation sur desktop à la simulation temps réel
Sélection d’exemples
Design de systèmes d'alimentation pour navire électrifié
Les modélisations physiques multi-domaines et les simulations vous permettent d'implémenter et d'évaluer des systèmes d'alimentation électrique avec moins de prototypes. Vous pouvez utiliser Simulink et Simscape pour concevoir et moderniser des systèmes d'alimentation en fonction de diverses exigences et différents profils d'exploitation de navires.
- Évaluer de multiples scénarios allant des flux d'énergie lors des manœuvres du navire à l'impact des convertisseurs de puissance sur la réponse aux défaillances
- Explorer différentes options de technologie électrique par l'analyse et le design de systèmes d'alimentation
- Inclure la réponse thermique et le refroidissement thermique dans vos modèles de systèmes
- Faire varier la fidélité de vos modèles en fonction de l'évolution de l'état d'avancement de la technologie
- Evoluer rapidement de la simulation sur desktop à la simulation temps réel
- Optimiser le flux d'énergie d'un navire au niveau système
Simulink et Simscape nous ont permis de créer un modèle dynamique d'un système énergétique complexe couvrant plusieurs domaines physiques. En simulant ce modèle, nous pouvons observer la performance d'un nouveau sous-système énergétique avant sa construction et proposer aux clients une estimation précise de leur retour sur investissement.
Sélection d’exemples
Locomotives et matériel roulant
MATLAB, Simulink et Simscape vous permettent de créer des modèles de systèmes physiques, tels que des moteurs électriques, pour effectuer des simulations. Vous pouvez développer des algorithmes aussi bien pour le contrôle au niveau système, comme les systèmes de gestion de contrôle du train et de la traction, que pour le contrôle au niveau composant, comme les commandes des portes et le freinage. Les produits vous permettent de générer du code de contrôle prêt pour la production pour différents processeurs embarqués. Les tests temps réel hardware-in-the-loop (HIL) vous aident à valider le logiciel de contrôle sans dépendre de prototypes physiques coûteux.
En utilisant MATLAB et Simulink avec des produits certifiés TÜV SÜD, vous pouvez concevoir et implémenter des contrôles en temps réel pour les moteurs de traction de locomotives et les systèmes d'électrification ferroviaire. L'approche Model-Based Design aide à améliorer la qualité, le délai de commercialisation et la rentabilité des systèmes d'alimentation ferroviaire à contrôle numérique et à forte intensité logicielle. Vous pouvez également développer des systèmes critiques qui soient en conformité totale avec EN 50128, une norme logicielle pour les systèmes de contrôle et de protection ferroviaires.
Nous avons utilisé les outils MathWorks afin de concevoir, tester, modifier et implémenter un système de contrôle pour un entraînement électromagnétique permanent en l'espace d'un an. Compte tenu des ressources dont nous disposions, il aurait été impossible de respecter le calendrier sans les outils MathWorks.
Modéliser des onduleurs, des moteurs à traction et développer des logiciels de contrôle de la traction
Une modélisation précise du moteur permet de concentrer les efforts au début du cycle de développement du design du moteur et des TCU (Traction Control Unit) avant les tests hardware avec MATLAB, Simulink, et Simscape.
- Modéliser et simuler les moteurs, l'électronique de puissance et les TCU avec Motor Control Blockset et Simscape Electrical
- Paramétrer des modèles de moteurs pour capturer la dynamique des moteurs avec des tests instrumentés ou importer des paramètres à partir d'une base de données ou d'une analyse par la méthode des éléments finis
- Effectuer des simulations en boucle fermée et régler automatiquement les algorithmes de contrôle en utilisant le bloc Field Oriented Control (FOC) Autotuner pour répondre aux exigences de réponse en vitesse et en couple
- Réaliser le prototypage rapide des systèmes de contrôle et des tests Hardware-in-the-Loop (HIL) en générant du code C, C++ ou HDL pour les modèles de simulation
- Générer du code C et HDL prêt pour la production à partir des algorithmes de contrôle moteur pour cibler directement les microcontrôleurs embarqués, les FPGA et les SOC
Sélection d’exemples
Témoignages clients
- Alstom génère du code de production pour ses convertisseurs de puissance dédiés aux applications critiques
- Bombardier Transportation implémente l'approche Model-Based Design pour accélérer le développement de ses systèmes de propulsion ferroviaire
- CSEE Transport assure la fiabilité du logiciel pour les trains à grande vitesse
- ABB accélère le développement du logiciel de contrôle de son convertisseur de puissance
Ressources et support
