沃尔沃建筑设备流畅的产品开发具有实时,人性化的半实物仿真

挑战

评估建筑设备的设计理念和参数值建立物理原型之前

使用Si万博1manbetxmulink中,的Simscape,和Simulink实时建模液压,机械和发动机系统和进行实时,运营商在半实物仿真

结果

  • 减少原型数
  • 在该领域的问题解决速度更快
  • 控制器调谐模拟

“这是技术上是不可能为我们构建一个全面的液压系统模型的实时无Simulink中,的Simscape,和Simulink实时运行。万博1manbetx我们的模拟器使我们能够测试施工设备,调谐参数新概念,缩短交货时间,并在现场最小化的问题。”

在容李沃尔沃建筑设备
沃尔沃建筑设备的实时,人在半实物仿真。

当设计挖掘机,轮式装载机,运输车等工程设备,工程师开发机器的原型版本进行性能评估,响应性和可操作性。构建物理样机制造成本数百万美元,月的开发时间。直到最近,然而,这是为了有效地了解工作的新机体验的唯一途径。

原型建造之前沃尔沃建筑设备公司(沃尔沃)现在可以评估新机的设计。沃尔沃建筑设备公司的工程师建立了一个实时的,人在半实物模拟器利用Simulink建筑机械万博1manbetx®,的Simscape™,和Simu万博1manbetxlink实时™。虚拟机模拟器(VMS)在模拟过程中为运营商提供逼真的视觉,听觉和运动反馈。

“随着的Simscape和Simuli万博1manbetxnk实时我们可以模拟不仅燃油经济性和性能,而且操作的感觉机器所有我们建立了一个物理样机之前,”在容李在沃尔沃建筑设备公司总工程师说。“通过模拟评估操作者的经验是在产品开发的早期阶段作出权衡决策是至关重要的。”

挑战

沃尔沃施工机械依靠复杂的液压系统,其包括许多阀门,泵和管道,以及一个控制系统和各种传感器。这些液压系统必须与合适尺寸的发动机进行匹配,然后通过调整控制器参数的性能和燃料经济性最优化。

沃尔沃公司的工程师知道这复杂的任务将是成本太高,对物理样机进行,但他们缺少一种方法来准确地模拟液压系统的实时性。此外,特定领域的仿真工具,使他们能够模拟只有各个子系统,使其无法开发集成液压,机械,电气和电子子系统整机的全面模拟器。

球队需要的工具,使他们能够在一个单一的环境中的所有子系统模型并执行完整的系统的实时仿真。这种做法将让他们作出从运营商驱动的机器考虑到不仅是性能和效率,而且反馈明智的设计折衷的决定。一个支持多个域的建模和仿真环境也是该公司的并行工程方法,即团队并行开发最终产品的各个子万博1manbetx系统,然后收敛的最佳解决方案是必不可少的。

沃尔沃建筑设备工程师选择的Simulink,的Simsc万博1manbetxape,和Simulink实时的VMS平台的发展。

球队建模的主控制阀,溢流阀,摆动马达,并所述第一机器的液压回路要被模拟 - 挖掘机-用的Simscape流体™和的Simscape。然后,他们建模的机械部件,包括臂,臂和铲斗,用多体的Simscape™。

在Simulink中工万博1manbetx作,团队创建了一个发动机的模型,然后用液压,机械等子系统模型集成它来创建整机的模式。

使用Simu万博1manbetxlink和Simulink控制设计™,他们开发出了控制器模型和机器模型进行闭环仿真。他们使用MATLAB®到后处理的模拟结果。然后,他们提炼根据他们在模拟的系统行为分析控制器的设计,并从实际机器验证与测试数据机模型。

他们从产生利用Simulink编码器™他们的模型C代码,并使用Simulink的实时从的Sp万博1manbetxeedgoat 3目标电脑同时运行的代码。

实时仿真平台目前正在使用的挖掘机产品的开发,该公司计划用它来开发轮式装载机和铰接式卡车,以及。球队最近添加控制器在半实物和快速控制原型功能模拟器支持,软件开发和测试。万博1manbetx

结果

  • 减少原型数。“我们与Simulink和运行的Simscape仿真让我们评估不同的万博1manbetx设计概念和参数值,以后的开发周期减少重新设计的风险,”李说。“一旦我们通过模拟识别优化设计,我们可以建造它。我们预计在原型30-50%,减少构建结果“。

  • 在该领域的问题解决速度更快。“使用模拟器,我们能复制中出现的领域的任何问题,解决问题,并快速找到解决方案,”李说。

  • 控制器调谐模拟。“我们通过模拟与机器型号的控制器模型和分析系统行为细化了控制器的设计,”李说。“我们使用这种方法覆盖了广泛的测试方案减少了产品开发,提高产品质量的交货时间。”