“采用Simulink进行基于模型的设计，使我们能万博1manbetx够通过早期验证降低成本和项目风险，缩短IEC 62304认证系统的上市时间，并首次交付高质量的生产代码。”
Michael Schwarz, ITK工程公司
无传感器无刷直流(BLDC)电机非常适合用于牙科钻头。它们比拉丝电机磨损更少，更可靠，更安静，更容易维护和消毒。与带传感器的无传感器无刷直流电机相比，无传感器无刷直流电机价格更便宜，体积更小。然而，无传感器控制所需的复杂算法需要更多的工程努力来开发。
ITK工程公司通过使用基于模型的设计来开发和实现符合IEC 62304医疗器械软件标准的生产无刷直流电机控制器，节省了时间和精力。
“基于模型的设计与Simulink使我们能够设计和万博1manbetx优化控制器，甚至在电机硬件可用于测试之前，然后生成控制器的生产代码，一旦我们有了电机，”Michael Schwarz博士说，医疗控制系统的高级工程师在ITK。“如果我们手工编写代码，就不可能按时完成这个项目。”
牙钻电机运行速度高达40000 RPM。这种电机的磁场定向控制算法需要在较宽的转速范围内获得转子位置的精确信息。在无传感器电机中，转子位置必须从转子磁体产生的电磁感应引起的定子电流变化中推导出来。ITK工程师需要设计和优化转子位置估计器，以及一个复杂的级联控制牙科钻电机，将符合IEC 62304医疗设备软件标准。
当这个项目开始的时候，一个马达原型无法使用。为了满足客户的项目期限，ITK必须开发控制器软件与电机硬件并行。ITK工程师需要创建一个准确的电机模型，并开发一个与此模型工作的控制器。一旦电机可用，他们需要在嵌入式处理器上快速实施和测试他们的控制软件。
ITK工程师设计，优化，实现，并测试了基于模型的无传感器无刷直流电机控制器。
根据现有电机的数据表和客户提供的信息，工程师在Simulink中建模无刷直流电机，包括其电气和机械组件万博1manbetx®．
他们在Simulink中开发了一个控制器模型，并使用了statflow万博1manbetx®建模启动、关闭和错误模式，以及用户可选择的操作模式。
该团队对工厂模型和初始控制器模型进行了闭环仿真，初始控制器模型依赖于工厂模型提供的转子位置信号。
为了开发转子位置估计器，该团队使用Symbolic Math Toolbox™求解代数方程，然后对估计器进行改进，直到其结果与来自电厂模型的实际转子位置信号相匹配。
使用定点设计器™的自动缩放和数据类型覆盖功能，工程师将他们的浮点控制器设计转换为固定点。他们重新模拟以验证定点模型。
该团队开发了MATLAB®执行单个模型组件的批处理单元测试的脚本。他们使用Simulink coverage™为这些测试生成模型覆盖率报告。万博1manbetx
该团队使用Embedded Coder从他们的控制器模型中生成了超过5000行C代码®．他们为ARM编译了代码®皮质®-M3处理器与Keil编译器。
工程师们在一个原型板和电机上测试了控制器，改进了模型，并多次重新生成代码以优化性能。
ITK将控制器和工厂的Sim万博1manbetxulink模型交付给客户，并生成生产代码。该控制器和无传感器无刷直流电机目前已在牙钻中系列化生产。
开发时间减半．施瓦茨说:“我们用了大约四个月的时间完成了控制器的开发。”“如果没有基于模型的设计，它将花费至少两倍的时间，因为我们将不得不等待硬件，手动编写代码，并测试更多的原型。”
早期发现的硬件问题．ITK的系统工程师Alexander Reiss说:“我们的工厂模型准确地反映了电机行为，这使我们能够在开发的早期验证我们的控制器和硬件。”“我们很快就找到了第一个硬件原型上错误的根本原因:在硬件上测量的结果与我们验证过的Simulink模型产生的结果不匹配。”万博1manbetx
赢得合同，建立客户信心．“我们的客户希望立即开始工作。基于模型的设计帮助我们获得了合同，因为它使我们能够在硬件可用之前就开始开发。“基于模型的设计也增加了客户对我们工作的信心;我们分享了我们的Simuli万博1manbetxnk模型和模拟，他们现在用这些来做自己的改进。”
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