Incova设计20吨挖掘机的智能阀门控制系统
挑战
解决方案
结果
- 开发时间减少了50%以上
- 一个小时内完成的设计修改
- 控制器设计的100%可重复使用
“过去,我们的系统工程师必须考虑硬件细节,例如准确性的数量,并担心将设计传达给软件工程师。借助用于基于模型设计的Mathworks工具,系统工程师可以专注于控件,而不是目标硬件的详细信息。”
科里·奎内尔(Corey Quinnell),incova技术
![](http://www.tianjin-qmedu.com/la/company/user_stories/incova-designs-intelligent-valve-control-system-for-a-20-ton-excavator/_jcr_content/imageEnhancedParsys/image.adapt.full.medium.jpg/1469941205591.jpg)
挖掘机,移动机器和其他重型工业设备的制造商不断寻求新的方法来提高效率,可靠性和生产率,同时继续满足安全标准。
Incova Technologies是液压和电力控制控制的全球领导者Incova Technologies,通过开发智能控制阀(INCOVA)技术应对这一挑战。Incova的系统工程师Corey Quinnell解释说:“通过电子控制阀门,我们提高了每单位燃料的地球移动,通过利用独立计量来提高可控性,并通过智能控制功能来提高生产率。”。
Incova使用用于基于模型设计的Mathworks工具为20吨挖掘机创建了控制阀系统的实时原型。该系统从操作员操纵杆,气门压力传感器和发动机速度监视器中接收输入,然后将控制信号发送到挖掘机的旅行,shlew,bucket,bucket,arm,臂,臂和辅助功能的电气阀。
Q万博1manbetxuinnell说:“ Simulink,Simulink Coder和Simulink实时使我们的系统工程师专注于控制算法设计,并将开发时间缩短了50%以上。”
挑战
在Incova以前的设计过程中,Microsoft捕获了控制要求®Visio®图表。软件工程师使用此图作为指规来为控制系统编写C代码。这个繁琐的过程使得很难快速完成多次设计迭代。
Quinnell解释说:“我们无法通过数值验证静态图中捕获的要求。”“我们的软件工程师必须解释和手工编码原始设计和所有后续更改。这意味着在捕获控制算法和我们在机器上测试它的能力之间延迟了长时间的延迟。”
Incova需要一种方法来验证其设计,改善系统和软件工程师之间的沟通,并缩短设计迭代和开发时间。
解决方案
Incova工程师使用Simulink设计,建模和验证了控制系统万博1manbetx®。然后,他们使用Simulink万博1manbetx Coder™从其Simulink型号生成C代码,然后Simulink实时™在Speedgoat GmbH上运行的硬件实时™以实现实时原型。
使用MATLAB开发的图形用户界面®指南工具用于输入机器的系统参数,其中包括诸如液压缸数量以及每个气缸的面积和速度等项目。系统工程师使用Simulink开发了将操纵杆万博1manbetx运动转换为气缸运动的控制算法。万博1manbetxSimulink使他们能够分割模型并将设计工作分配在系统设计,控制理论和软件工程方面的专家之间,而不会引起重新融合不兼容。
将所有子系统组装成一个完整的Simulink系统模型(包括1000多个块)之后,该团队模拟了该系万博1manbetx统。Quinnell说:“在实时挖掘机上调试控制系统是不安全的。”“通过在Simulink工作,万博1manbetx我们可以调试并从桌子上调整设计。”
为了可视化模拟结果,该团队使用MATLAB来后处理捕获的输出,计算能耗,并将操纵杆位置与缸运动相比。
Incova软件工程师使用Simulink编码器从Simulink模型生成C代码。万博1manbetx然后,他们使用实时测试解决方案,并使用Simulink实时进行控制代码的独立操作,并与SpeedGo万博1manbetxat的高性能实时目标计算机结合使用。
为了验证控制系统,团队在Simulink开发了挖掘机的植物模型。万博1manbetx他们将工厂模型与在Simulink实时运行的控制系统模型联系起来。万博1manbetx然后将经过验证的控制系统连接到实际的挖掘机,以进行进一步的实时测试和微调。
挖掘机当前正在使用Simulink实时运行的控制系统运行。万博1manbetxIncova计划使用嵌入式编码器®为其目标生产硬件生成代码。
结果
开发时间减少了50%以上。Quinnell解释说:“使用以前的过程,我们花了六到七个月的时间来开发规范,设计系统并创建原型。”“借助Sim万博1manbetxulink,Simulink实时和Speedgoat,我们将这段时间减少到两个或三个月。”
一个小时内完成的设计修改。Quinnell说:“当我们每次进行设计更改时都必须更新手写代码时,大约需要八个小时。”“借助数学工具,我们可以更新模型,再生代码,并在一个小时或更短的时间内进行相同的更改。”
控制器设计的100%可重复使用。Quinnell解释说:“对我们来说,从机器到机器的最大变化是气缸和泵的数量,因此我们在控制系统的Simulink模型中进行了这些变量。”万博1manbetx“随着我们开发控制平台,我们计划重复使用该控制系统的100%。”
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