在没有压力传感器的情况下开发，验证和校准汽车辅助油泵
使用基于模型的设计来模拟和模拟控制器，并使用Simulink实时验证设计和自动化系统识别和校准金宝app
“Given the time pressure we faced, Model-Based Design was our only chance to design a controller that satisfied our customer’s pressure regulation requirements, build a test rig to automate labor-intensive tests, and rapidly set up a calibration process in production to maximize performance.”
Jens Loffler,依必安派特
无压力传感器的ebm-papst汽车辅助油泵。
汽车自动变速器的主油泵在发动机运转时进行润滑油循环。当混合动力汽车的内燃机关闭时，这个责任就落在由电动马达驱动的辅助油泵上。大多数辅助泵都配有一个传感器来监测和调节油压。这些压力传感器经常由于变速箱油的热应力而失效，变速箱油的温度经常高于125°C(257°F)。
EBM-Papst的工程师通过设计不使用压力传感器的辅助油泵来克服这一挑战。基于模型的Matlab设计®和模拟金宝app®使他们能够开发和部署控制器，为工程和线尾测试构建自动化系统，并适应不断变化的客户需求。
ebm-papst技术开发团队负责人Jens Loffler表示:“在项目进行到最后阶段，客户的要求发生了变化，我们必须大幅提高压力控制的精度。“基于模型的设计使我们能够在短时间内满足客户不断变化的需求。事实上，如果没有MATLAB和Simulink，在任何时金宝app间框架内都不可能满足这些新的要求。”
被认可为世界领先的电动机和风扇制造商，EBM-Papst从未设计过油泵。设计一个将在极端温度下可靠运行的泵和控制器，工程师首先需要构建原型以验证其设计理念。代替压力传感器，他们计划使用电动机上的分流电阻测量电流绘图。为了仅基于该测量准确地估计压力，它们需要彻底地表征电机电流绘制与其输出扭矩之间的关系，这受许多参数的影响。然后，它们需要分析这种扭矩与泵的输出压力之间的关系，这被温度显着影响。
在验证了这种方法之后，工程师们需要测试超过100台泵及其变体的性能，这些泵都在不同的速度、压力和温度下运行。在以前的设计项目中，工程师们手工进行了类似的实验，并将结果汇编在电子表格中，但这种方法不能使他们在截止日期前完成泵项目。
因为微控制器缺乏处理标准的面向字段的控制设计的处理能力，工程师们不得不设计和部署一个定制的控制器。他们需要一种自动化的方法，在生产过程中校准控制器内部的系统模型，以考虑单个电机和泵之间的制造差异。
ebm-papst利用基于模型的设计，利用MATLAB和Simulink对辅助油泵进行开发、测试和标定。金宝app
在Simulink中工金宝app作，工程师基于面向现场的控制原理开发了永磁同步电机（PMSM）的控制器模型。他们使用州流®管理泵的工作模式，包括空闲模式和各种压力级模式。
他们采用了来自Signal Processing Toolbox™的IIR滤波器，以消除来自霍尔传感器的电流测量和速度测量的噪声。
工程师们根据控制器模型和PMSM的工厂模型的闭环仿真结果改进了他们的控制器设计。
为了创建实时原型，他们使用Simulink Coder™从控制器模型生成代码，并使用Simulink real-time™在Speedgoat目标硬件上运行代码。金宝app他们使用这个原型，在测试台上验证了电机和泵硬件的控制设计。
试验表明，通过电流拉伸测量计算压力是可行的，但由于泵组件的变化，计算在所有操作条件下都不准确。
该团队使用MATLAB和Stateflow创建了一个自动化测试套件，可以系统地改变温度、压力和电机转速，同时记录测试台上的电流和其他测量数据。他们连续三个月每天24小时进行测试，以全面描述大约100个电机-泵组合和组件变体。
该团队利用填满实验数据的查找表，开发了简单的Simu金宝applink泵模型，并进行了模拟，以微调控制设计，确定生产中使用的最佳泵。
软件工程师基于Simulink模型为目标微控制器的控制器开发了ANSI-C代码。金宝app它们通过将代码的输出与仿真结果进行比较来验证实现。
为了最大限度地提高压力控制的精度，该团队开发了一套用于生产线末端制造过程的校准系统。该系统运行测试以确定电机和泵的特性，使用曲线拟合工具箱™根据测试测量数据填充查找表，然后使用查找表校准控制器内的系统模型。
EBM-PAPST辅助油泵是批量生产，已被德国汽车制造商使用。
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