“基于模型的设计支持驱动传动系统和其他复万博1manbetx杂机电一体化系统的系统的系统方法。根据动态物理模型和最佳控制器模拟的设计替代品的详细分析使我们能够在设计阶段提前了解明智的决策。“
克里斯特·贝克斯，FMTC
Flanders'Echatronics技术中心（FMTC）是一家位于比利时北部的领先机电一体化公司的合作研究中心。FMTC工程师在四个焦点领域完成联合项目和研究作业：智能传感器，自优化机电系统，节能机电驱动和机电系统的模型设计。这些项目利用新技术和工作流来开发未来的机器。
在一个这样的项目中，FMTC工程师使用MATLAB®，S万博1manbetximulink.®，以及Simscape™设计和优化混合式静液压动脉杆菌。
“Simscape使得将超级电容器和液压蓄能器集成到我们的静水动脉内模型中，以测试存储制动能量的影响，”FMTC的节目经理Gregory Pinte说。“仿真使我们能够评估混合动力设计的能效，优化我们的控制器，并获得与我们的会员公司共享的有价值的见解。”
FMTC需要比较混合式静液压传动系统中不同的能量存储元件的性能，以确定哪个将导致最低总体拥有成本（TCO），安装和持续的燃料成本。FMTC工程师在实验室中有一个标准的静水流动脉仪，但将能量存储元件直接集成到此设置中进行测试，需要几个月的努力。FMTC团队希望通过建模和仿真加速设计和优化。
要进行能量存储元件的公平比较，FMTC必须开发控制系统，以通过具有新架构的动力传动系统来管理通过动力传动系统的最佳电力流动，然后根据一些负载的仿真来确定所考虑的每个元素的最佳设计场景。
FMTC工程师设计，优化，并评估了基于模型的设计的混合式静液压动力传动系统替代品。
使用Simu万博1manbetxlink和Simscape，它们为典型的静液压驱动器中的每个组件开发了模型，包括驱动电机，液压泵，液压电机和扭矩负载。
对于每个组件，团队在实验室进行实验，测量扭矩，速度和压力。使用基于MATLAB和优化工具箱™开发的工具箱，它们根据这些测量估计了模型参数。然后，它们开发了映射压力，速度和行程体积的查找表以能效。
该团队还估计内部惯性，时间延迟和其他参数，以更准确地模拟Simulink和Simscape的组件的动态行为。万博1manbetx
然后，工程师从组件型号内构建了一个系统模型，将它们与Simscape Fluids™的阀门，液压电阻和其他液压回路元件连接。
它们通过在Simulink中运行模拟并将结果与完整的传动系测量进行比较来验证和改进系统模型。万博1manbetx
一旦他们有一个准确的传动系机，团队就开发了两个能量储存组件的Simscape模型：具有DC-DC转换器的超级电容器和具有其相关阀和线路的液压蓄能器。
它们单独将这些组件集成到系统模型中，并使用内部方法来开发和实现MATLAB中的最佳控制算法，用于两个混合动力传动系统。这些控制算法计算驱动器部件的设置，例如用于液压泵和电机的旋转斜盘角度。
然后，团队在Simulink中执行了一系列电容器类型和累加器尺寸的闭环模拟，估计每个配置的TCO。万博1manbetx
FMTC计划使用Simulink C万博1manbetxoder™从其工厂模型生成代码，以支持实时硬件循环测试。万博1manbetx
燃料使用减少25％。“Simulink中的模拟显示，万博1manbetx由于泵和直流转换器的额外能量损失，基于蓄电元件的混合式静压动脉仪基于液压存储元件的效率低于1，”Pinte说。“这是一个意想不到的结果和全新的洞察力。效率增益将油耗降低25％。“
分析时间减少75％。“我们估计为模拟的每个配置构建物理原型都需要大约200天的努力，”FMTC项目工程师Kristof Berx说。“通过Sim万博1manbetxulink和Simscape，我们在大约50天内完成了分析，我们能够以额外的成本评估一系列电容器和蓄电池尺寸。”
所有权总成本降低了15％。“模拟表明，与基于模型的设计设计和优化的混合静静压传动系统比标准的静液压动脉杆菌更高的燃料效率约为25％，达到15-20％的TCO，”Berx说。
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