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创新教学实验平台



目前的高等教育中,越来越强调对学生实践能力的培养,实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。上海远宽能源科技有限公司(ModelingTech)率先在实时仿真技术应用在教学实验上,结合先进的小步长仿真技术和硬件平台推出了创新教学实验平台。


基于实时仿真的创新电力电子与电机仿真实验平台旨在为电气相关专业的本科生和研究生提供技术领先、性能优异的创新实验平台,基于该建设方案构建的创新实验基地,能够辅助本科生和研究生进行 《电力电子技术》 、《电机控制》、 《电力系统中的电力电子》 、《新能源发电技术》等相关专业课、设计课程的教学和实验。


平台概览



平台由四个部分组成:

1——控制机箱,内置dsp控制器,用于实现实验中需要用到的控制算法,发出控制信号给实时仿真机箱,可用于进行控制理论实验课程。

2——实时仿真机箱,可将用电力电子电路系统和拓扑在FPGA芯片上进行准确的实时仿真,将被控对象的特性仿真出来并将响应信号发送给控制侧,完成实验系统的闭环。

3——实验转接板,用于实现控制侧与仿真侧之间的信号连接,同时转接板上配备了BNC接口,学生可以在实验过程中通过示波器实时观察每一路信号的波形情况。

4——示波器,方便学生在实验过程中观察实际信号,对系统运行的原理有更直观的认识。


实验系统面向多个专业课程:



实验平台硬件配置:

 


平台特色



  • 相比于纯软件仿真——

纯软件仿真能够帮助学生学习和验证控制理论与算法,但较难培养学生的实际动手能力,对控制器也没有直观的认识;而使用实时仿真平台验证真实的硬件控制器可以更好的培养学生的动手能力:

1.学生可以接触到实际的控制设备;可以了解和学习如何将理论和算法转化为在实际控制设备上运行的代码;

2.可以学习和了解信号采集,PWM脉冲发生等实际的硬件知识;可以自己动手配置、连线、调试,通过示波器观察真实的信号等;

  • 相比于实物试验台——

也有一些电力电子与电机教学实验是基于实物试验台,相对而言实时仿真具有如下的优势:

1.实时仿真更适合于并网型系统实验,由于电网是一个大的能量源,并网型的系统(大多数新能源系统都是并网型)即使是小功率的,实验和调试一般都是比较危险的,很容易过流烧坏设备;而实时仿真实验在这样的场合就很有优势。

2.实时仿真更适合原动机贵重体积大的场合,如风机、光伏、储能系统等。风机、光伏板、蓄电池一般都体积大,价格高,运行需要合适的气象条件等,实物实验不方便。

3.控制侧的算法开放可修改,很多实物试验台只能进行演示性和操作性实验,控制器是不开放的;而本实时仿真试验台的控制侧算法是开放可修改的。


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