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KIMM开发原型Maglev-Based减摇系统移动港口

挑战

建立一个原型减摇系统稳定移动港口

解决方案

设计和模拟控制器,使用基于模型的设计原型硬件和生成实时控制代码

结果

  • 开发时间减少了70%
  • 20000美元或更多潜在原型成本节省
  • 对设计性能增加了信心

“我们完成了原型与基于模型的设计仅仅三个月而已。我们救了个月的开发时间通过一个集成的环境控制器和物理系统模型,模拟在一起,生成代码,并创建一个实时硬件原型运行良好。”

Cheol胡恩公园、韩国机械研究所和材料
KIMM的原型maglev-based减摇系统移动港口。

韩国正在调查的可行性移动港口:卸货平台,使城市附近的集装箱船没有深水港口。面临的挑战是在海浪稳定平台,这样可以快速卸载安全容器。

韩国机械研究所的研究人员和材料(KIMM)开发了一个小型的原型使用磁悬浮减摇系统评估的可行性和主动质量驱动程序(AMD)技术稳定移动港口。质量系统幻灯片一边到另一边来抵消海浪的力量。研究人员设计和实现原型的使用基于模型的控制器设计。

“使用基于模型的设计,我们优化设计和准确地预测它将如何执行,“说Cheol胡恩公园,KIMM高级研究员。“模拟控制器模型后,我们直接搬到硬件实现,相信我们有最好的设计。”

挑战

KIMM人员需要评估catamaran-based移动港的减摇系统平台。两个互补控制器所需的系统。第一个管理磁铁之间的差距和磁悬浮铁路的子系统,从缺口传感器输入和发送控制信号目前磁悬浮司机。第二个职位质量,把输入从倾斜和大规模的位置传感器,并将控制信号发送给一个线性驱动电动机。

KIMM项目通常需要一到三年,但减摇系统必须在三个月内完成。“激进的计划,我们有时间只有一个原型,所以设计必须是正确的第一次“说公园。“也没有时间,集成不同的建模与仿真工具控制器和物理系统。”

解决方案

KIMM使用MATLAB®,仿万博1manbetx真软件®,和其他几个产品设计、模拟和实现实时减摇s manbetx 845系统控制器和演示一个工作原型。

公园SolidWorks组装移动港口平台转换成Simscape多体™模型包括one-meter-wide截面缩小版的双体船。公园Simscape多体模型使用AMD系统。

AMD系统的模拟模型使公园决定需要多少质量来抵消双体船的运动。

公园开发的仿真软件模型的磁悬浮万博1manbetx和AMD控制器。他然后使用双体船进行闭环仿真模型来验证控制算法的功能。

使用仿真软件万博1manbetx设计优化和优化工具箱公园调整设计参数,包括AMD的速度和直线电机的尺寸,以提高系统的性能。

“模拟仿真软件和Simscape万博1manbetx多体显示质量不需要移动尽快我想,所以我修改了直线电机的规范,“说公园。

公园使用的仿真优化设计给经理和利益相关者在KIMM系统如何执行之前在硬件中实现的。

他利用仿真软件编万博1manbetx码器™从模型生成C代码控制器模型。他执行的代码使用实时仿真软件实时™,它运行在PC / 104计算机I / O板提万博1manbetx供的模数和数模转换接口原型双体船的硬件。

初步实验表明,AMD的控制器运行良好。磁悬浮所需的控制器增益较小的调整。此调整完成后,在原型控制器成功地稳定了118公斤双体船横截面使用4.1公斤质量在大约5秒。

与原型实验表明,很难会产生足够的能量来驱动移动港计划上的质量要求。然而,KIMM人员还了解到,稳定的技术工作,开始商业化的机会较小的船只,如游艇和起重机,双足步行机器人。

结果

  • 开发时间减少了70%。“没有基于模型设计了10个月或更多开发控制器和硬件原型,“说公园。“通过模拟和优化系统和控制器模型生成代码,我们完成了项目在不到三个月。”

  • 20000美元或更多潜在原型成本节省。“通常情况下,在开发过程中需要重大修改原型,“笔记公园。”对于这个项目,实际硬件的性能匹配仿真结果从我们的磁悬浮系统的仿真软件模型,所以我们不需要修改我们的测试系统。万博1manbetx消除多个原型节省时间当原型成本20000美元到30000美元,就像这project-reduces成本显著。”

  • 对设计性能增加了信心。“仿真的结果在大约10%的实际系统的性能,”说公园。”这种程度的准确性是令人印象深刻的,它给了我们很大的信心,我们的设计,一旦在仿真软件验证,将按预期工作。”万博1manbetx