2.3數值積分方法

電力電子系統(tǒng)仿真涉及到大量的微分方程，選擇合適的數值積分方法對這些微分方程進行求解至關重要。數值積分方法按不同類型可以分為單步法和多步法、顯式和隱式、定步長和變步長。如前所述，實時仿真只能采用定步長方法，隱式算法穩(wěn)定性較好但需要進行迭代計算，實時仿真時較少應用，所以一般在實時仿真都采用定步長的顯式算法。較常用的數值積分方法有歐拉法和龍格庫塔法。但由于電力電子系統(tǒng)數學模型大多數情況下都屬于“剛性方程”，容易出現數值不穩(wěn)定問題，當采用常規(guī)顯式算法出現數值振蕩時，可考慮采用穩(wěn)定性較好的梯形法、Gear法等隱式算法?？傊?，不同的數值積分方法具有不同的穩(wěn)定域和解算精度，仿真步長的選擇也與之相關，在實際應用中，應根據實際情況選擇合適的仿真步長與數值積分方法，保證仿真的數值穩(wěn)定性、實時性和仿真結果的準確性。

3結語

本文從建模技術以及實時仿真平臺、開關延遲問題、數值積分方法等關鍵技術方面對電力電子系統(tǒng)硬件在回路半實物仿真系統(tǒng)構建進行了探討，可以得出以下結論：

(1)對于電力電子系統(tǒng)建模技術，詳細模型、理想開關模型、平均模型3種方法的模型復雜程度由高到低，而實時性卻是由低到高，可根據不同層次的仿真需要進行選擇。其中，理想開關模型對于系統(tǒng)級實時仿真來說最為合適。

(2)實時仿真平臺是實現半實物仿真的重要基礎和技術保障，可根據仿真系統(tǒng)的應用范圍、規(guī)模、成本、可靠性要求等多方面綜合選擇。

(3)開關延遲問題是定步長實時仿真中的特殊問題，在一定條件下可以通過各種補償算法得到較好的解決，但無法從根本上解決。FPGA技術在實時仿真領域的應用可以徹底解決這一問題，應用前景十分廣闊。

(4)為保證實時仿真的數值穩(wěn)定性、實時性和仿真結果的準確性，綜合考慮仿真步長與數值積分方法的選擇至關重要。