ITK工程发展符合IEC 62304 -牙钻电机与基于模型设计控制器
挑战
解决方案
结果
- 开发时间减半
- 硬件问题早发现
- 建立合同赢得客户信心
“基于模型设计与仿真软件使我们降低成本和项目风险通万博1manbetx过早期验证,缩短上市时间的IEC 62304 -认证系统,并提供高质量的产品代码是首次对的。”
迈克尔•施瓦兹ITK工程
(刷)无传感器无刷直流电机非常适合用在牙科演习。他们操作与磨耗比刷汽车,更可靠,更安静,更容易维护和消毒。刷电机与传感器相比,无刷电机是更便宜,更紧凑。然而,无传感器控制所需的复杂的算法需要更多工程努力发展。
ITK工程节省时间和精力通过使用基于模型的设计开发和实施生产无刷直流电机控制器符合IEC 62304标准的医疗设备软件。
“基于模型设计与仿真软件使我们能够设计和优化控制器万博1manbetx电机硬件可用之前进行测试,然后生成控制器的生产代码一旦我们有电动机,”迈克尔·施瓦兹博士说,高级工程师在ITK医疗控制系统。“这是不可能按时完成这个项目如果我们所写的代码。”
挑战
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精确的转子位置信息在一个广泛的速度范围。无传感器电机,转子位置必须推导出从定子电流变化引起的电磁感应的转子磁铁。ITK工程师需要设计和优化一个转子位置的估计量,以及复杂的牙钻电机串级控制,符合IEC 62304标准的医疗设备软件。
当项目开始时,一个原型汽车是不可用的。来满足其客户的项目的最后期限,ITK开发控制器软件与电机并行硬件。ITK工程师需要创建一个精确的电机模型和开发一个控制器,使用这个模型。一旦马达可用,他们需要迅速实现和测试控制软件在嵌入式处理器。
解决方案
ITK工程师设计、优化、实现和测试无刷电机控制器和基于模型的设计。
从数据表对于现有的汽车和他们的客户所提供的信息,无刷直流电机工程师建模,包括电子和机械部件,在仿真软件万博1manbetx®。
他们开发了一个控制器模型在仿真软件,并使用Stateflow万博1manbetx®模型的启动、关闭、都和错误模式,以及可选的操作模式。
团队跑闭环模拟植物模型和控制器的初始模型,这依赖于转子位置信号提供的工厂模型。
发展转子位置估计,该团队使用符号数学工具箱™解决代数方程,然后精制估计量,直到它的结果与实际的转子位置信号从植物模型。
使用自动缩放和数据类型的覆盖能力定点设计师™,工程师们转换浮点控制器设计不动点。他们重新进行模拟验证定点模型。
MATLAB开发的团队®脚本执行批处理单个模型组件的单元测试。他们生产模型覆盖报告使用仿真软件对这些测试覆盖率™。万博1manbetx
生成的团队超过5000行C代码与嵌入式控制器模型编码器®。他们编译的代码一个胳膊®皮质®m3处理器与凯尔的编译器。
工程师测试原型板和电机控制器,改进模型和多次重新生成代码来优化性能。
ITK交付模型的模型控制器和万博1manbetx工厂客户,一起生成的产品代码。控制器和无刷电机目前在牙科钻头系列生产。
结果
开发时间减半。“我们在大约四个月完成了控制器的发展,”施瓦兹说。“没有基于模型设计了至少两倍的时间,因为我们将不得不等待硬件,编写代码,和测试原型。”
硬件问题早发现。“我们的工厂模型能够准确地反映运动行为,让我们来验证我们的控制器和硬件在发展早期,”亚历山大·瑞斯说,在ITK系统工程师。“我们很快识别错误的根源第一硬件原型:硬件上的测量结果不匹配产生的结果验证了仿真软件模型。”万博1manbetx
建立合同赢得客户信心。“我们的客户想要立刻开始工作。基于模型的设计帮助我们得到合同,因为它使我们开始发展在硬件可用之前,”赖斯说。“基于模型的设计也增加了我们的客户对我们的工作的信心;我们分享我们的模型和模拟模型万博1manbetx,他们现在使用的增强。”
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