★一.實(shí)驗(yàn)列表，需具備且不限于以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： Matlab/Simulink 軟件仿真基礎(chǔ)

1 、電力電子技術(shù)概念

2 、電力電子器件概述

3 、Matlab 及 Simulink 介紹

4 、PWM 的基本原理和控制方法

5 、PWM 在 Simulink 的生成

6 、SPWM 的基本原理和控制方法

7 、SPWM 在 Simulink 的生成

基于模型開(kāi)發(fā)（MBD）半實(shí)物仿真介紹

1 、基于模型開(kāi)發(fā)（MBD）理念介紹

2 、快速原型控制器（RCP）介紹

3 、RCP 控制器與 matlab 對(duì)接操作儲(chǔ)能系統(tǒng)介紹

1 、鋰電池的種類(lèi)及特性介紹

2 、鋰電池的應(yīng)用和系統(tǒng)組成

3 、電池管理系統(tǒng)（BMS）的介紹及操作

4 、電池保護(hù)系統(tǒng)的介紹及設(shè)置

5 、儲(chǔ)能系統(tǒng)配置規(guī)劃，串并聯(lián)選型交流-直流整流充電實(shí)驗(yàn)

1 、單相全橋 PWM 整流充電離線仿真實(shí)驗(yàn)

2 、半實(shí)物控制-鋰電池恒流充電電控制實(shí)驗(yàn)

3 、半實(shí)物控制-鋰電池恒壓充電電控制實(shí)驗(yàn)

4 、半實(shí)物控制-鋰電池恒功率充電控制實(shí)驗(yàn)DC-AC 交流-直流逆變放電實(shí)驗(yàn)

1 、單相全橋 PWM 逆變放電離線仿真實(shí)驗(yàn)

2 、半實(shí)物控制-鋰電池恒流放電電控制實(shí)驗(yàn)

3 、半實(shí)物控制-鋰電池恒壓放電電控制實(shí)驗(yàn)

4 、半實(shí)物控制-鋰電池恒功率放電控制實(shí)驗(yàn)綜合實(shí)驗(yàn)

1 、鋰電池系統(tǒng)孤島帶負(fù)載運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

2 、儲(chǔ)能系統(tǒng)能量自動(dòng)雙向流動(dòng)實(shí)驗(yàn)

3 、孤島運(yùn)行下負(fù)荷與儲(chǔ)能系統(tǒng)變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)

二、磷酸鐵鋰電池組：

磷酸鐵鋰電池由24 個(gè) 3.2v6AH 鋰電池模塊組成，由 12 個(gè)電池串聯(lián)， 2 組并聯(lián)。共 400Wh ，直流電壓 36V。

1. 電池正極采用磷酸亞鐵鋰材料制作，安全性能好、循環(huán)壽命長(zhǎng)。

3.單體鋰電池模塊參數(shù)：

（1）額定容量：3.2v6AH；

（2） 內(nèi)阻：≤0.7mΩ;

（3）標(biāo)準(zhǔn)充電放電電流：0.5C/0.5C；

三、儲(chǔ)能電池 BMS 管理系統(tǒng)：

1.檢測(cè)母線電壓、母線電流， 電池組電量等基本信息；

2.模擬量測(cè)量功能：實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體電池端電壓等參數(shù)，并計(jì)算給出蓄電池模塊的SOC 值；

3.均衡功能：保證儲(chǔ)能電池的一致性，BMS 具有電池模塊內(nèi)部單節(jié)電池間的均衡；

4. 電池系統(tǒng)運(yùn)行報(bào)警功能；在電池系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、通信異常、異常等狀態(tài)時(shí)，可上報(bào)告警信息；

5. 電池系統(tǒng)保護(hù)功能：在電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，如果電池的電壓，電流，出現(xiàn)超過(guò)安全保護(hù)門(mén)限的緊急情況時(shí)，可切斷故障，保護(hù)電池；

6.與 PCS 通訊交互，通訊方式為 RS485；

7.實(shí)時(shí)電壓顯示，配有 7 寸工控觸摸屏，可以實(shí)時(shí)顯示每塊電池的電壓，溫度采集等參數(shù)；

8.蓄電池組的電氣保護(hù)：過(guò)壓保護(hù)、低壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、高溫保護(hù)；

四 、快速原型控制器：

1.支持 Simulink 代碼自動(dòng)生成和基于模型的程序設(shè)計(jì),算法的

Simulink 模型可直接仿真下載到快速原型控制器，能方便地使用

Matlab/Simulink 進(jìn)行控制算法設(shè)計(jì)并在線實(shí)時(shí)仿真的功能，無(wú)需了解軟硬件實(shí)現(xiàn)及編程過(guò)程，就能進(jìn)行控制設(shè)計(jì)和調(diào)試。

2.控制器需采用雙 DSP+FPGA 雙核結(jié)構(gòu)，DSP 核心負(fù)責(zé)算法運(yùn)算， FPGA 負(fù)責(zé)硬件接口，具備超快的運(yùn)算速度、封裝的底層驅(qū)動(dòng)，方便進(jìn)行電力電子、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)等復(fù)雜算法的研究。

3. 需采用以太網(wǎng)等高速率通訊方式，控制器在 10k 的控制頻率下，保證所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)全部傳輸，不接受通過(guò)串口定時(shí)抓取的通訊方式。

4.Simulink 中具備此 RCP 控制器的硬件封裝庫(kù)，可直接調(diào)用并控制控制器的某一個(gè)管腳。

★5.板卡資源參數(shù)：

1）實(shí)時(shí)控制器：TI TMS320F28335+ALTERA Cyclone3 系 FPGA（可實(shí)現(xiàn) 20us 仿真步長(zhǎng)）；

2）PWM 驅(qū)動(dòng)單元 ：外擴(kuò) 6 組，12 通道，可配置 PWM 多種工作模式

3）AD 采集單元：最多外擴(kuò) 16 路，16 位精度，最高采樣率配置200KPSP ，輸入范圍+-10V

4）DA 輸出單元：外擴(kuò) 4 路，16 位精度，最快建立時(shí)間 10us ，輸出范圍 0-2.5V5）通用 DIDO 單元 ：DI 外擴(kuò) 4 路，TTL 電平，DO 外擴(kuò) 4 路，TTL電平；

6）同步通信單元 ：一路 USB  口、一路 100M  網(wǎng)口，一路 RS232/ RS485

五、儲(chǔ)能雙向變流器模組：

在硬件上采用分體化設(shè)計(jì)，控制板、采集板、功率板、電容板等模塊化，外殼采用透明的亞克力板材，美觀實(shí)用，用戶(hù)可以方便觀察內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)。同時(shí)頂蓋可以打開(kāi)，方便進(jìn)行相關(guān)信號(hào)的測(cè)量。

2 、開(kāi)放設(shè)計(jì)：開(kāi)放給用戶(hù)硬件原理圖、硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明以及軟件模塊如底層驅(qū)動(dòng)。

3 、安全穩(wěn)定：設(shè)計(jì)了健全的保護(hù)機(jī)制，軟件方面有過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流速斷保護(hù)、IGBT 過(guò)熱保護(hù)、通訊保護(hù)等；硬件方面有短路保護(hù)、IGBT 過(guò)流保護(hù)等。

5 、半實(shí)物仿真：方便與快速原型控制器、NI 控制器、RT-LAB 控制器、dSPACE 控制器等數(shù)字實(shí)時(shí)仿真器對(duì)接，可提供相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)接板。

6.采集調(diào)理單元（1） 電流采集：8 通道，電流霍爾傳感器，輸出為電流型，經(jīng)過(guò)調(diào)理電路增大或者跟隨進(jìn)入 ADC 單元；

（2） 電壓采集：8 通道，采用差分電路形式采集，交流、直流電壓均可進(jìn)行調(diào)理采集；

（3）溫度采集：PT100 鉑電阻。

六、實(shí)驗(yàn)管理及課程培訓(xùn)系統(tǒng)

1、將 Simulink 模型與快速原型控制器硬件結(jié)合在一起，下載到控制器中執(zhí)行，控制器運(yùn)行過(guò)程中，此軟件可以將 Simulink 模型中想要查看的各類(lèi)控制量直觀顯示，也可以隨時(shí)修改各類(lèi)控制參數(shù)，讓控制器實(shí)時(shí)響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了真正的在線仿真。

★2、在線仿真運(yùn)行界面，采用組態(tài)方式，科研者根據(jù)自己需求，可以隨意添加控件，具備實(shí)時(shí)錄波功能，可完整錄制整體系統(tǒng)運(yùn)行的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)可以保存為mat和 xls 格式，波形數(shù)據(jù)可以通過(guò) matlab 軟件直接打開(kāi)并查看。

3、軟件具備三類(lèi)設(shè)置，包括通信 IP、板卡的數(shù)量設(shè)置；PWM 設(shè)置，主要指示 PWM 的頻率值，死區(qū)值，以及動(dòng)作有效值，編碼器精度值等；顯示界面設(shè)置，用于最終的數(shù)據(jù)查看以及設(shè)置。顯示界面中包括遙控、遙調(diào)、遙信、遙測(cè)、示波器控件。

4、組態(tài)化軟件具備遙控、遙調(diào)、遙信、遙測(cè)、示波器控件。

1）遙控控件，若 DO 控制源由RCP 軟件控制的話，可以通過(guò)此控件控制 DO 信號(hào)，OFF 表示 DO 輸出低，ON 表示 DO 輸出高。

2）遙調(diào)控件，此控件為浮點(diǎn)型控件，用戶(hù)可以在線隨時(shí)修改此控件值，傳遞給仿真機(jī)，此控件與 simulink 庫(kù)中的 GetData 驅(qū)動(dòng)配合使用。

3）遙信控件，可以監(jiān)測(cè)仿真機(jī)外擴(kuò)的DI信號(hào)，燈亮的時(shí)候表示

DI接收為高電平信號(hào)，燈滅的時(shí)候表示DI接收為低電平信號(hào)。

4）遙測(cè)控件，可以查看仿真機(jī)上傳的數(shù)據(jù)值，此值為慢速數(shù)據(jù)，不需要實(shí)時(shí)觀察的變量，可以用此控件來(lái)顯示。此控件與 simulink庫(kù)中的 Static 驅(qū)動(dòng)配合使用。

5）示波器控件，通過(guò)此控件可以查看實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)，其傳送速率可以與控制頻率相等，不丟點(diǎn)的查看數(shù)據(jù)波形。同時(shí)此控件可以控制采集深度，方便用戶(hù)更加清晰的查看仿真機(jī)的控制效果。此控件與 simulink 庫(kù)中的 Scope 驅(qū)動(dòng)配合使用。

★6）實(shí)驗(yàn)課程軟件需集成所有的實(shí)驗(yàn)例程，統(tǒng)一在一個(gè)軟件中運(yùn)行，可一鍵打開(kāi)，自動(dòng)完成程序的下載、仿真以及數(shù)據(jù)的在線觀測(cè)。

★7）實(shí)驗(yàn)課程軟件需提供進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所需的各種支持。包括但不限于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，相關(guān)理論知識(shí)講解、自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)，導(dǎo)出各類(lèi)數(shù)據(jù)。

★8）支持Matlab運(yùn)行環(huán)境及Simulink實(shí)驗(yàn)仿真模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程，可直接一鍵打開(kāi)模型并自動(dòng)搭建UI界面，提供離線模式和在線模型，可直接進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

9）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并具備錄波功能，波形數(shù)據(jù)可直接在matlab或第三方軟件中打開(kāi)并查看。

10）原理理論學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)的理論內(nèi)容與輔助教學(xué)視頻，可由教師機(jī)進(jìn)行管理，或者強(qiáng)制學(xué)生勾選相關(guān)理論內(nèi)容。

11）每一個(gè)例程都提供離線仿真模型和實(shí)物控制模型，學(xué)生導(dǎo)入模型，進(jìn)行虛擬仿真和實(shí)物控制的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

12）集成所有實(shí)驗(yàn)例程，系統(tǒng)可自動(dòng)導(dǎo)入相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的Simulink 控制模型，無(wú)需打開(kāi)其他軟件。

13）可導(dǎo)入預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)控制界面，集成章節(jié)化的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明手冊(cè)，在實(shí)驗(yàn)工程文件基礎(chǔ)上按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行控制操。

★14）可自動(dòng)保存實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，支持自主導(dǎo)入控制模型，進(jìn)行快速原型控制器的程序一鍵生成與燒寫(xiě)。

七、柜體配件：

1.含隔離工頻變壓器，電氣隔離。

2.具備功率電阻負(fù)載，負(fù)載可選檔位，配備 7 寸液晶觸控屏，方便開(kāi)展離線實(shí)驗(yàn)。

3.柜體上印制電氣拓?fù)洌⒘舫龈鱾€(gè)輸入輸出和測(cè)試接口，接口采用香蕉頭插孔和連接線，提高安全性。