赛格威有限责任公司提供创新的运输车
挑战
解决方案
结果
- 开发周期加快
- 满足微处理器内存限制
- 确认生命周期设计目标
“MATLAB是我们产品设计过程中不可或缺的一部分。它使我们能够清楚地了解技术故事，以便我们都了解系统是如何运行的。”
约翰·莫雷尔，赛格威
赛格威人类运输车(HT)是第一款能够模拟人类平衡的两轮电动个人运输设备。一项名为动态稳定的突破性技术平衡赛格威HT-无论用户以10英里每小时的速度行驶，携带重物，在狭小的空间机动，或静止不动。
赛格威HT概念是在DEKA开发的，这是一家由发明家迪恩卡门拥有和经营的产品开发公司。在DEKA经过多年的实验室测试后，卡门成立了赛格威有限责任公司来开发和商业化这种新型运输车。
赛格威工程师使用MATLAB、Simulink和工具箱和区块万博1manbetx集来完善他们的概念设计，并交付可靠、耐用的商业产品。
赛格威动态和软件经理John Morrell说:“MATLAB使我们能够快速、可视化地表示数据，这对于解决关键的设计问题是非常宝贵的。”MathWorks工具帮助我们的工程团队在迭代过程中工作，快速模拟、设计和验证系统特征。”
挑战
由于这款产品是同类产品中的第一款，赛格威需要通用工具来解决汽车或其他车辆设计中没有遇到的工程问题。
生产工程团队必须确保赛格威HT的动态和机械性能符合耐久性、可靠性、性能以及电池和电容器寿命的严格标准。特别是，他们需要验证故障检测和响应系统，研究阻力扭矩的影响，并验证惯性平衡系统。
实现平衡和控制赛格威HT的微处理器是一个额外的挑战，因为所选择的微处理器只有定点数学能力和有限的内存。
解决方案
为了节省时间，赛格威的多个工程小组同时在赛格威HT的各个部件上工作。MathWorks工具为跨团队共享模型和测试结果提供了一个公共平台。
“MathWorks工具缩短了开发时间，增加了我们对设计的信心，”Morrell说。“这里的每个人都使用MATLAB并热爱它。”
动力学开发团队使用MATLAB、Simulink、控制系统工具箱和Simulink定点万博1manbetx(以前的定点块集)对惯性传感系统进行建模，并为主要控制回路设计状态估计算法。
他们在浮点和定点上模拟了系统，然后将系统数据运行到模拟中，并将实际系统结果与模拟结果进行了比较。使用Simu万博1manbetxlink，信号处理工具箱，DSP系统工具箱™在Simul万博1manbetxink Fixed Point上，工程师们对滤波器进行了建模和测试，以确保它们能够处理传感器故障。然后，他们使用这些模型运行算法来处理噪声和故障模式。
电机驱动开发团队使用MATLAB对电机和电子驱动组件进行建模。对系统的热特性和高速电机驱动动力学进行了建模、验证，并简化为更简单的模型以便在系统中实现。使用MATLAB脚本，工程师从实际系统测试中提取数据。测试结果帮助他们修改了电机驱动控制算法，减少了电流纹波，增加了电容寿命。
“MATLAB脚本非常快，没有使用大量的磁盘空间，并在图形中提供了出色的质量和可视化，”电机驱动开发团队的负责人J.D. Heinzmann说。“没有其他工具能让我们做到这一点。”
为了确保在赛格威HT微处理器上实现数学运算时能够正确工作，电机驱动工程师使用MATLAB和Simulink分析了定点三角函数的多项式逼近。万博1manbetx
万博1manbetxSimulink帮助电机驱动工程师模拟由模拟短路和电机故障引起的拖转矩影响。
动力学工程师David Robinson用MATLAB对电机和电池的设计配置进行了可视化和测试。一旦选定了电机和电池，罗宾逊就使用MATLAB设计了在生产处理器中实时执行的估计算法。在开发了浮点算法之后，他在定点上测试了这些算法，并确认它们可以在最终的赛格威HT处理器上正确运行。
“MATLAB的高级可视化功能让我们可以一次性查看所有数据，”罗宾逊说。“这有助于我们快速得出结论，并确定建模系统的最佳方法，并在整个赛格威中转移我们的发现。”
结果
开发周期加快．使用MATLAB和Simulink万博1manbetx，工程师模拟、设计和验证系统特性，使他们能够快速学习、进行更改和验证。
满足微处理器内存限制．工程师们使用MATLAB编写了紧凑的算法，处理12个电机开关的操作、机器监控和运行期间的平衡——所有这些都在32K微处理器的限制内。
确认生命周期设计目标．通过将实时行驶数据读取到MATLAB中，并使用疲劳计数算法，工程师确认部件的寿命将满足5年的要求。
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