“在过去，我们的系统工程师必须考虑硬件细节，如精度的位数，并担心与软件工程师沟通设计。有了MathWorks基于模型的设计工具，系统工程师可以专注于控制，而不是目标硬件的细节。”
Corey Quinnell, INCOVA Technologies
挖掘机、土方机械和其他重型工业设备的制造商在继续满足安全标准的同时，不断寻求提高效率、可靠性和生产率的新方法。
INCOVA Technologies是液压和电液控制的全球领导者，通过开发智能控制阀(INCOVA)技术来应对这一挑战。INCOVA系统工程师Corey Quinnell解释说:“通过电子控制阀门，我们提高了挖掘机的效率，即每单位燃料移动的泥土量，通过利用独立计量增加了可控性，并通过智能控制流量来提高生产率。”
INCOVA使用MathWorks工具进行基于模型的设计，为20吨挖掘机创建了一个控制阀系统的实时原型。该系统接收来自操作人员操纵杆、阀门压力传感器和发动机转速监视器的输入，然后将控制信号发送到挖掘机的行程、回转、铲斗、手臂、吊杆和辅助功能上的电液阀。
“金宝appSimulink, Simulink Coder和Simulink Real-Time使我们的系统工程师能够专注于控制算法设计，并将开发时间缩短了50%以上，”Quinnell说。
在INCOVA以前的设计过程中，控制要求是在Microsoft中实现的®矢量绘图软件®图。软件工程师使用这张图作为规范，为控制系统手动编写C代码。这个繁琐的过程使得快速完成多个设计迭代变得困难。
“我们没有方法从数字上验证静态图中捕获的需求，”Quinnell解释说。“我们的软件工程师必须解释并手工编码原始设计和所有后续的变化。这意味着从捕获控制算法到我们在机器上测试它的能力之间有很长时间的延迟。”
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。
INCOVA的工程师使用Simulink设计、建模和验证控制系统金宝app®．然后他们使用Simulink 金宝appCoder™从他们的Simulink模型生成C代码，并在Speedgoat GmbH的硬件上运行Simulink Real-Time™来实现一个实时原型。
用MATLAB开发的图形用户界面®使用GUIDE工具输入机器的系统参数，其中包括液压缸的数量、每个缸的面积和速度等项目。系统工程师使用Simulink开发控制算法，金宝app将操纵杆运动转换为气缸运动。金宝appSimulink使他们能够分割模型，并将设计工作分配给系统设计、控制理论和软件工程方面的专家，而不会导致重新集成的不兼容性。
在将所有子系统组装成一个包含1000多个模块的完整的Simulink系统模型后，团队对该系统进行金宝app了仿真。“在一台活的挖掘机上调试控制系统是不安全的，”昆内尔说。“通过在Simulink中工作金宝app，我们可以在办公桌上调试和调整设计。”
为了可视化仿真结果，该团队使用MATLAB对捕获的输出进行后处理，计算能量消耗，绘制操纵杆位置与气缸运动的关系图。
INCOVA软件工程师使用Simulink Coder从Simulink模型生成C代码。金宝app然后他们使用了一个实时测试解决方案，利用Simulink real独立操作控制代码，并结合Speed金宝appgoat公司的高性能实时目标计算机。
为了验证控制系统，该团队在Simulink中开发了挖掘机的工厂模型。金宝app他们将工厂模型与运行在Simulink Real-Time上的控制系统模型联系起来。金宝app经过验证的控制系统随后与实际挖掘机连接，进行进一步的现场测试和微调。
挖掘机目前在Simulink Real-Time上运行控制系统。金宝appINCOVA计划使用嵌入式编码器®为目标产品硬件生成代码。
开发时间减少50%以上．昆内尔解释说:“使用我们之前的流程，我们花了6到7个月的时间来开发规格、设计系统和创建原型。“通过Sim金宝appulink、Simulink Real-Time和Speedgoat，我们将时间缩短到两到三个月。”
一小时内完成设计修改．Quinnell说:“当我们每次修改设计时都要更新我们的手写代码，这大约需要8个小时。“使用MathWorks工具，我们可以更新模型，重新生成代码，并在一个小时或更短的时间内进行相同的更改。”
100%控制器设计可重复使用．“对我们来说，机器之间最大的变化是气缸和泵的数量，所以我们在控制系统的Simulink模型中设置了这些变量，”Quinnell解释说。金宝app“随着我们开发控制平台，我们计划100%重用该控制系统。”
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