
该公司
密歇根大学船舶设计与海洋工程系在美国海军研究办公室(ONR)的支持下,开发了一套用于全电动船(AES)研究的实时仿真 实验平台。该平台支持集成动力系统(IPS)的分析与优化,重点针对全电动船应用中的动力管理和动态系统重构。
鉴于涉及的成本、所需的仿真 精度以及仿真器架构必须具备的灵活性,构建电气系统仿真设施一直是一项挑战。我们最终选择了Opal-RT仿真器,因为它采用了现成的商用PC技术,因此维护成本低、仿真 性能高且灵活性强。
孙静博士
密歇根大学
面临的挑战
- 船舶综合电力系统:全电动船舶综合电力系统将推进、发电、储能和船舶服务系统整合在一起,从而产生了复杂的电力管理要求。
- 实时电源管理:未来海军舰艇需要持续供电,并能够根据设备故障和不断变化的运行条件动态重新配置系统。
- 硬件与仿真 的集成:研究人员需要将实时电力系统仿真 与物理硬件及控制系统连接起来,以便进行验证和实验。
OPAL-RT 解决方案
- 实时仿真 平台:利用OPAL-RT技术开发了一个基于PC的实时仿真 系统,用于支持全电动船舶集成电力系统的分析与优化。
- 可扩展计算架构:eMEGAsim 平台利用分布在 4 个目标设备上的 8 颗英特尔 CPU,这些设备通过 10 Gb/s 通信链路相互连接,以支持大规模实时仿真 。
- HIL 与快速原型设计:ARTEMIS RT-市场活动 等软件工具实现了硬件在环测试、快速控制原型设计,并实现了优于1 μs的I/O精度。
结果
- 经过验证的AES仿真:初步测试验证了该仿真器执行故障仿真、功率流路径重构以及能源管理仿真的能力。
- 硬件在环(HIL)与控制开发:该平台支持硬件在环(仿真 )以及利用不同I/O硬件配置进行快速控制原型开发。
- 研究能力的扩展:该仿真设施已成为混合动力系统和全电船应用领域的一项重要研究工具。
- 混合动力系统测试平台:该系统集成了可编程电源、可编程电荷、储能组和电力电子设备,从而联系表 了一个混合动力系统测试平台。



