固态变压器（SST）控制器硬件在环测试技术

本方案构建了一套算法预研原型SST控制器硬件在环测试平台。其核心在于为用户提供一套标准化的快速控制原型（RCP）交钥匙方案，用户无需进行任何底层硬件开发，即可将Matlab/Simulink中设计的控制算法直接部署并运行于专用的原型控制器上，实现从“控制思路”到“实时闭环验证”的最短路径，专注于核心算法的迭代与性能优化。

平台采用经过验证的分布式仿真架构作为被控对象：1台主仿真器以1μs步长仿真前级链式H桥，1台从仿真器以100ns步长仿真后级高频DC-DC变换器，两台仿真器通过光纤进行数据交互，并由时钟同步线确保严格同步。

方案的核心是采用远宽专用SST原型控制器MT 1090，用户只需在Simulink环境中完成控制算法建模，即可一键编译下载至MT 1090，使其成为承载用户算法的实体控制器。MT 1090通过高速光纤与物理IO接口，实时获取仿真器提供的全系统状态信息（如网侧电压、电流、子模块电压、直流侧电压），并执行用户算法，生成前级PWM脉冲与后级移相角等控制指令。其中，前级PWM由MT 1090直接产生并通过光纤发送至主仿真器驱动开关模型；后级移相指令则通过光纤发送至从仿真器，由其本地生成驱动信号，从而形成完整的算法在环测试闭环。

本方案构建了一套主/相控-虚拟下级SST控制器硬件在环测试平台，其核心在于将子控制器的控制逻辑虚拟化并集成于仿真模型中，从而实现对SST主/相控制器的独立、高效验证，极大简化了测试架构，加速了上层控制策略的开发与调试进程。

平台采用精简的分布式仿真架构：由1台主仿真器以 1μs步长实时仿真前级链式H桥电路，1台从仿真器以100ns步长仿真后级高频DC-DC变换器。两台仿真器通过光纤进行数据交互，并由时钟同步线确保严格同步，构成一个包含完整被控对象及虚拟下级控制逻辑的闭环测试平台。

在通信层面，系统通过光纤汇集控制箱实现主/相控制器与仿真模型间的高效数据交互。该控制箱接收来自仿真模型的子模块电压、直流侧电压等系统状态信息，并通过低速光纤传递给主/相控制器；主/相控制器据此计算出调制波、移相角等控制指令，经控制箱分发至各仿真器：前级调制波经控制箱完成载波移相调制后，生成PWM信号驱动主仿真器中的开关模型；后级移相角则直接发送至从仿真器，由其本地生成驱动脉冲信号。由此，构建了一套专注于验证系统级能量管理、协调控制等顶层策略的高效硬件在环测试系统。

本方案构建了一套用于完整SST控制器硬件（主控、相控、子控）的高保真硬件在环测试平台，其核心创新在于采用 “光纤适配”通信架构，通过光纤通信替代大部分复杂的物理IO接线，在确保系统级测试完整性的同时，显著提升了集成便捷性与测试迭代效率。

平台采用分布式多仿真器协同架构，由1台主仿真器以1μs步长实时仿真前级链式H桥电路，同时3台从仿真器以100ns的极小步长分别精确仿真各相后级高频DC-DC变换器；4台仿真器之间通过光纤进行实时数据交互，并采用时钟同步线确保严格同步，形成一个高精度、统一的虚拟被控对象。

在通信与接口层面，主仿真器通过三路高速光纤连接至光纤汇集箱，汇集箱将信号转换为多路低速光纤，以点对点方式与前级各子控制器连接，传输子模块电压、PWM控制等关键信号；后级通信则由从仿真器通过物理IO与对应子控制器直接交互。该设计成功构建了一套高精度、高可靠性的测试环境，全面支持从控制器功能验证到系统动态性能测试的开发需求。

本方案构建了一套用于完整SST控制器硬件（主控、相控、子控）的物理IO全保真硬件在环测试平台，其核心在于摒弃任何通信适配与转换，严格采用真实的物理电气接口与被测控制器进行交互，从而在信号层面实现100%的保真度复现，为控制器性能验证与产品定型提供测试基准。

平台采用分布式多仿真器协同架构，由1台主仿真器以1μs步长实时仿真前级链式H桥电路，同时3台从仿真器以100ns的极小步长分别精确仿真各相后级高频DC-DC变换器；4台仿真器之间通过光纤进行实时数据交互，并采用时钟同步线确保严格同步，形成一个高精度、统一的虚拟被控对象。

在通信与接口层面，为实现最高的信号真实性，SST前级通信接口设计原则：主仿真器通过高速光纤将数据发送至前端的光电信号转换箱。该转换箱分为DI（数字量输入）光电转换箱与AO（模拟量输出）光电转换箱，前者将子控制器的真实的物理电平信号转换成光纤信号输出至主仿真器电力电子开关模型中；后者则负责将仿真计算得到的子模块电容电压等模拟量，转换为高精度的物理模拟电压信号输出至子控制器。SST后级通信接口设计原则：从仿真器通过物理IO与对应子控制器直接交互。由此，整个测试平台在信号链的末端复现了真实功率设备与控制器之间的电气连接特性与信号时序，构建了一套可用于最终产品认证与高可靠性验证的高精度、高保真硬件在环测试系统。

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