CARCO电子30%,降低了开发成本

挑战

设计和制造能够复制在飞行一个典型的导弹制导系统经历了动乱的运动测试系统

使用MathWorks工具开发一个原型运动测试系统控制器,生成代码,并与真正的机械系统模拟控制器

结果

  • 开发成本降低30%
  • 设计时间超过两个月缩短
  • 控制器优化规范

“如果没有MathWorks工具,我们将不得不使用C或Fortran语言来构建一个合适的仿真模型。我们不会已经能够原型之前一起分析控制器的行为和机械系统。”

罗伯特·彼得森,CARCO电子
六度的自由度CARCO的运动测试系统。

拦截导弹易受频率非常高的动态运动,如振动。这种敏感性可能导致线的视距传感器在导弹闭环制导误差。为了解决这一问题,工程师们使用飞行运动模拟器复制的干扰。然而,最先进的测试系统都只有60到100赫兹的带宽,有助于测试结果不可靠。

CARCO电子用于MathWorks产品设计和制造的六度的自由度运下载188bet金宝搏动测试系统,可以以1000Hz的频率下操作。MathWorks产下载188bet金宝搏品使他们能够模拟控制器和机械系统的行为在一起,然后建立一个昂贵的原型之前优化控制系统CARCO节省时间和金钱。

“如果没有MathWorks工具,我们就不会碰到这个问题,”罗伯特·彼得森,在CARCO工程副总裁。“我们将不得不使用C或Fortran语言来构建一个仿真模型,我们不会已经能够原型之前一起分析控制器的行为和机械系统。这本来是一场噩梦!”

挑战

CARCO需要开发运动测试系统,可以准确地表示低振幅,高频率动态高达1000赫兹。他们是否可以创建一个展示所需特性的机械工具是有问题的。设计一个传统Stewart平台(昆虫),可以在1000个赫兹提出了挑战频率。例如,该机械结构必须是刚性的但在重量轻保持,而所述致动器和控制系统不得不响应于运动瞬间。

因此,他们需要克服两大障碍:设计一个机械系统足够灵活,以满足它们的结构要求,创造能够实现1000 Hz响应速度的控制器。为满足高频要求,CARCO需要优化的机械系统和所述控制器一起的组件。

就其本身而言,这些基本准则能否得到满足。然而,在一个集成系统中,他们提出了一个艰巨的工程问题。

CARCO使用MathWorks工具开发的高频运动模拟器,包括三个锚块,在其上有效载荷安装在板,六个和三个上关节,和六个电磁式线性致动器。

开发过程涉及五个阶段:建模使用MATLAB机械系统®和Sim金宝appulink®,显影在Simulink的控制系统和与控制器优化机械系统的行为,自金宝app动生成利用Simulink编码器代码™,运行模型的模拟与利用Simulink实时™真实运动测试系统,以及验证所述机械系统模型的Simscape多体™。

对于机械系统,CARCO设计了一套新的专业机械致动器,并在Simulink模型这些驱动器。金宝app

用于控制器,他们开发了一种多轴,动态地解耦控制系统以最小化所述多个特征值中Stewart平台的耦合运动学的影响。它们实现利用Simulink和MATLAB的控制算法和所限定的控制系统结构的Simulink金宝app块。每个系统的子块中定义的C语言调用函数及其相应的输入和输出变量。

接下来,他们使用Simulink金宝app的编码器生成ANSI®从控制法的其Simulink的框图表金宝app示的C代码。

对于下一步,他们使用Simulink的实时运行在生产环境的金宝app控制算法,并在PC兼容的硬件实时执行它。然后,他们建立了物理硬件和硬件连接到利用Simulink实时控制器测试的组合系统。金宝app

他们证实他们与多体的Simscape设计。CARCO发现,与建设多体的Simscape一个复杂的模型是直接的,通过两个多月减少了开发时间。

控制器正在进行整合和最终测试。

结果

  • 开发成本降低30%。的MathWorks产品在上CARCO成本和生产率的影响进行为期两年的研究后,软件工程学院在卡内基 下载188bet金宝搏- 梅隆大学确定CARCO通过利用Simulink编码器,用于自动代码生成减少30%的开发成本。金宝app

  • 设计时间超过两个月缩短。“原来的模型花了大约三个月来构建和验证,”彼得森说。“随着多体的Simscape,该模型在两周内完成。”

  • 控制器优化规范。“通过使用Simul金宝appink中,我们发现运动模拟器的最大动力性能,然后根据这些信息,确定真正的致动器的性能标准,”彼得森说。“这使我们产生任何代码之前,以优化我们的设计。”