“基于模型的设计支持系统的方法，动力传动金宝app系统和其他复杂的机电一体化系统的设计。基于动态物理模型和优化控制器的模拟设计方案的详细分析，使我们能够在设计的早期阶段做出明智的决定。”
克里斯托夫Berx，FMTC
法兰德斯机电一体化技术中心（FMTC）是领先的机电一体化公司在比利时北部的一个合作研究中心。FMTC工程师完成联合项目和研究任务在四个重点领域：智能传感器，自我优化的机电一体化系统，高效节能机电传动系统，以及基于模型的设计的机电一体化系统。这些项目利用新技术和工作流程来开发未来的机器。
在这样的一个项目，FMTC工程师使用MATLAB®，S金宝appimulink的®，和的Simscape™设计和优化的混合动力传动系静水。
“的Simscape使它容易超级电容器和液压蓄能器集成到我们的静压传动系统模型来检验储存制动能量的影响，”在FMTC项目经理格雷戈里·平特说。“模拟使我们能够评估混合设计的能效，优化我们的控制器，并获得有价值的见解，我们与我们的成员公司共享。”
FMTC需要比较不同的能量存储元件的性能在混合动力传动系统静液压来确定，这将导致在所有权（TCO），保在安装和持续的燃料成本的总成本最低。FMTC工程师们在实验室标准的静压传动系统，但能量存储元件直接集成到这个设置用于测试将需要的精力个月。该FMTC团队希望通过建模和仿真，以加速设计和优化。
为了进行能量存储元件的公平的比较，FMTC不得不开发控制系统来管理通过传动系统与新架构功率的最佳流动，然后根据一些负载模拟确定最佳设计的每个元素考虑场景。
FMTC工程师设计，优化和评估了基于模型的设计混合动力传动系统静压替代。
使用Simu金宝applink和的Simscape，他们开发在一个典型的流体静力传动系为每个组件模型，包括驱动电动机，液压泵，液压马达和转矩负载。
对于每个组件，该球队在实验室进行的实验中，测量扭矩，速度和压力。使用他们开发了基于MATLAB和优化工具箱工具箱™，他们估计基于这些测量模型参数。然后，他们开发的查找该映射的压力，速度和能效每搏输出量表。
该小组还估计内部惯性，时间延迟，以及其它参数更准确地模型Simulink和的Simscape组件的动态行为。金宝app
然后，工程师构建的系统模型与组件模型，用阀，液压阻力，和流体的Simscape™等液压电路元件联系起来。
他们证实，并通过在Simulink运行模拟，结果与整个传动系统的测量结果进行比较完善的系统模型。金宝app
一旦他们有传动系统的一个精确的模型，该团队开发了两个储能组件的Simscape机型：配备DC-DC转换器和液压蓄能器及其相关的阀门和管路超级电容器。
他们结合每个组件到系统模型分开，并用内部方法来制定和实施MATLAB优化控制算法两个混合动力传动系统。这些控制算法计算用于传动系的部件，诸如用于液压泵和马达斜盘的角度设置。
然后，团队在一系列电容器类型和累加器的尺寸进行闭环模拟在Simulink，估算TCO为每个配置。金宝app
FMTC计划使用Simulink的编金宝app码器™从它的工厂模型生成代码来支持实时硬件在环测试。金宝app
燃料的使用减少25％。“模拟在Simulink表明，基金宝app于蓄电元件的混合动力车传动系静水比一个基于液压的存储元件效率较低，由于在泵和DC转换器的其他的能量损失，”平特说。“这是一个意想不到的结果和一个完全新的见解。效率增益25％降低了燃料消耗“。
分析时间削减了75％。“我们估计，建设模拟将需要约的努力200天各配置一个物理样机，”克里斯托夫Berx，在FMTC项目工程师说。“有了Sim金宝appulink和的Simscape我们完成了50天左右的分析，我们能够在不增加成本来评估一系列电容器和蓄电池的大小。”
总拥有成本降低15％。“模拟表明，我们设计和基于模型的设计优化了混合动力传动系统静压更加约25％的燃料效率比标准的静压传动系统，具有15-20％降低TCO，” Berx说。
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