Koncepcja cyfrowego symulatora układów elektrycznych pracującego w czasie rzeczywistym opartego na procesorach sygnałowych

• Autorzy: Fajfer M.

Warianty tytułu

EN

Conception of the real time digital simulator of electric circuits based on the DSP

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W rozwiązywaniu współczesnych problemów szeroko rozumianej elektrotechniki stosuje się symulację komputerową. Złożone i często niealgorytmiczne (np. z zastosowaniem sztucznych sieci neuronowych) działanie regulatorów w układach elektroenergetycznych i elektromechanicznych powoduje znaczne utrudnienia lub wręcz uniemożliwia symulację. Jednym z rozwiązań jest stosowanie cyfrowych symulatorów układów elektrycznych, które mają tę zasadniczą zaletę, że mogą współpracować z innymi rzeczywistymi urządzeniami (np. regulatorami), bez konieczności określania ich charakterystyk. W artykule przedstawiono dwie koncepcje cyfrowego symulatora układów elektrycznych opartego na procesorach sygnałowych, których cechą jest praca w czasie rzeczywistym. Pierwsza koncepcja oparta jest na wieloprocesorowym systemie informatycznym, składającym się z czterech procesorów DSP. Druga, oparta na wielordzeniowym procesorze DSP. Proponowane systemy przewidziano do implementacji dyskretnych modeli matematycznych złożonych układów elektrycznych z zastosowaniem obliczeń równoległych. Przedstawiono struktury sprzętowe symulatorów oraz przykładowe implementacje modelu matematycznego prostego układu elektrycznego.

EN

Modern problems of electrical engineering can be solved using simulation based on personal computer. Complicated and usually non algorithmic regulators (for example based on artificial neural networks) in electroenergetic and electromechanical systems are very difficult for simulation or even in some cases impossible. Possible solution of this problem is using digital simulators of electrics circuits which can works with other real devices (for example regulators) without having to specify characteristics of this devices. This paper presents two conceptions of digital simulator of electrics circuits based on DSP processors. Both solutions can works in real time. First conception is based on multiprocessor system composed of four DSP processors. Second is based on multicore DSP processor. Main purposes of this systems is implementation of real time mathematics discrete models of complication electric circuits using parallel computing. Article presents also hardware structures of simulators and example implementation of mathematics model of simple electric circuit.

Słowa kluczowe

PL

symulator pracujący w czasie rzeczywistym; procesor DSP; system wieloprocesorowy; obliczenia równoległe; symulacja układów elektrycznych

EN

real-time simulators; DSP processor; multiprocessor system; parallel computing; electric circuits simulation

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 5
• Strony: 41--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fajfer M.

• Instytut Inżynierii Elektrycznej, Wydział Telekomunikacji, Informatyki i Elektrotechniki Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy

Bibliografia

• [1] Chwaleba A., Poniński M, Siedlecki A.: Metrologia elektryczna. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2003.
• [2] Cieslik S.: GPU Implementation of the Electric Power System Model for Real-Time Simulation of Electromagnetic Transients, Proc. of the 2-nd International Conference on Computer Science and Electronics Engineering, Atlantis Press, Paris, France, 2013, pp. 1114-1118
• [3] Cieślik S.: Dekompozycja modeli matematycznych systemów elektroenergetycznych na potrzeby cyfrowych symulatorów pracujących w czasie rzeczywistym w aspekcie dokładności obliczeń. Rynek Energii, 2012, nr 1 (98), str. 47-53
• [4] Cieślik S.: Obwodowe modele układów elektrycznych w cyfrowych symulatorach pracujących w czasie rzeczywistym. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2013.
• [5] Fajfer M.: Symulacja stanów pracy układu elektrycznego z wykorzystaniem symulatora opartego na procesorze sygnałowym. Poznan University of Technology Academic Journal, 2014, nr 80.
• [6] Glossary of Software Engineering Terminology, IEEE/ANSI Standard 729, 1983.
• [7] Kincaid David, Cheney Ward: Analiza numeryczna w przekładzie i pod redakcją Stefana Paszkowskiego. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2002.
• [8] SBAS404B - 16-, 14-, 12-Bit, Six-Channel, Simultaneous Sampling ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTERS, October 2006–revised January 2012.
• [9] SBAS467A – Octal, 16-Bit, Low-Power, High-Voltage Output, Serial Input DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER, May 2009 – Revised December 2009.
• [10] SCLS395L - SN74LV138A 3-line to 8-line decoders/demultiplexers, April 1998 – Revised August 2005.
• [11] SLLS868O – ISO7240CF, ISO7240C, ISO7240M, ISO7241C, ISO7241M, ISO7242C, ISO7242M High speed quad digital isolators, September 2007 – Revised November 2012.
• [12] SPRS370E - TMS320C6727B, TMS320C6726B, TMS320C6722B, TMS320C6720 Floating-Point Digital Signal Processors, Texas Instruments, MAY 2005–REVISED JANUARY 2007.
• [13] SPRS691D - TMS320C6678 Multicore Fixed and Floating-Point Digital Signal Processor, April 2013.
• [14] SPRU717 – TMS320C672x DSP Real-Time Interrupt Reference Guide, April 2005.
• [15] SPRU718B - TMS320C672x DSP Serial Peripheral Interface (SPI) Reference Guide, October 2005 – Revised July 2007.
• [16] SPRUH58 - TMDSEVM6678L EVM Technical Reference Manual Version 2.0, Revised March 2012.
• [17] Standard Computer Dictionary, IEEE Std 610, 1990.