“我们用基于模型的设计只用了三个月就完成了原型。通过使用集成环境来建模控制器和物理系统，一起模拟它们，生成代码，并创建一个完美运行的实时硬件原型，我们节省了几个月的开发时间。”
朴哲勋，韩国机械材料研究所
韩国正在研究在没有深水港的城市附近建造集装箱船卸货平台的“移动式港口”的可行性。目前的挑战是如何在海浪中稳定平台，使集装箱能够安全快速地卸载。
韩国机械材料研究院(KIMM)的研究人员开发了一个小型的防滚系统原型，以评估使用磁悬浮和主动质量驱动器(AMD)技术稳定移动港口的可行性。该系统将物体左右滑动以抵消波浪的力。研究人员使用基于模型的设计方法设计并实现了原型控制器。
“使用基于模型的设计，我们优化了设计，并准确预测了它的性能，”KIMM的高级研究员Cheol Hoon Park说。“在模拟控制器模型后，我们直接转向硬件执行，相信我们拥有最好的设计。”
KIMM的研究人员需要评估基于双体船的移动港口平台的减摇系统。这个系统需要两个互补的控制器。第一个是管理磁浮子系统中磁体和轨道之间的间隙，从间隙传感器获取输入，并将控制信号发送给磁浮电流驱动器。第二步定位质量，从倾斜和质量位置传感器获取输入，并向线性驱动电机发送控制信号。
KIMM项目通常需要1到3年，但防滚系统必须在3个月内完成。Park说:“由于日程安排紧凑，我们只有时间做一个原型，所以设计必须在第一时间是正确的。”此外，也没有时间为控制器和物理系统集成完全不同的建模和仿真工具。”
KIMM使用MATLAB®,仿万博1manbetx真软件®，以及其他几个产品，以设计、模拟和实现实s manbetx 845时控制器的防滚系统，并演示一个工作原型。
Park将移动港口平台的SolidWorks组件转换为Simscape Multibody™模型，其中包含一个一米宽的缩小版双体船的横截面。Park使用Simscape Multibody对AMD系统进行建模。
AMD系统模型的模拟使Park能够确定需要多少质量来抵消双体船的运动。
Park开发了Simulink万博1manbetx模型的磁悬浮和AMD控制器。然后，他利用双体船模型进行了闭环模拟，以验证控制算法的功能。
使用Simu万博1manbetxlink设计优化™和优化工具箱™， Park调整了设计参数，包括AMD的速度和直线电机的尺寸，以提高系统性能。
“在Simulink和Simsc万博1manbetxape Multibody中的模拟显示，质量不需要像我想的那样快速移动，所以我修改了线性电机的规格，”Park说。
Park对优化设计进行了模拟，向KIMM的管理人员和利益相关者展示了系统在硬件实现之前的运行情况。
他使用Simul万博1manbetxink Coder™从Simulink控制器模型生成C代码。他使用Simulink real - time™实时执行代码，该软件运行在PC/万博1manbetx104计算机上，带有一个I/O板，为原型双体船硬件提供模数和数模接口。
初步实验表明，该控制器在AMD芯片上运行良好。磁悬浮的控制器需要对增益进行微小的调整。在此调整完成后，原型控制器成功稳定118公斤双体船横截面使用4.1公斤质量约5秒。
对原型的实验表明，很难产生足够的能量来驱动计划中的移动港口所需的质量。然而，KIMM的研究人员也了解到，稳定技术发挥了作用，为更小的船只，如游艇和起重机，以及两足行走机器人提供了商业化的机会。
开发时间减少了70%．Park说:“如果没有基于模型的设计，开发控制器和硬件原型将需要10个月或更长时间。“通过模拟和优化系统，并从控制器模型生成代码，我们在不到三个月的时间内完成了这个项目。”
节省2万美元或更多的潜在原型成本．Park指出:“通常情况下，在开发过程中需要对原型进行重大修改。“对于这个项目，实际硬件的性能与我们的Simulink磁悬浮系统模型的仿真结果相匹配，所以我们不需要修改我们的测试系统。万博1manbetx消除多个原型可以节省时间，而且当原型成本在2万至3万美元时，就像这个项目一样，可以显著降低成本。”
对设计性能的信心增强．Park说:“模拟的结果在系统实际性能的10%以内。”“这种水平的准确性令人印象深刻，它给了我们很大的信心，我们的设计，一旦在Simulink验证，将按照预期工作。”万博1manbetx
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