“基于模型的设计，通过Simulink使我们能够通金宝app过早日验证降低成本和项目风险，缩短了IEC 62304认证系统上市的时间，并提供首次右的高质量生产代码。”
迈克尔•施瓦茨，ITK工程
无传感器无刷直流（BLDC）电机非常适合用于牙科钻头。它们的磨损比拉丝电机更少，更可靠，更安静，更容易维持和灭菌。与具有传感器的BLDC电机相比，无传感器BLDC电机不太昂贵，更紧凑。然而，无传感器控制所需的复杂算法需要更多的工程努力来发展。
ITK工程通过使用基于模型的设计来开发和实现符合IEC 62304医疗设备软件标准的生产型无刷直流电机控制器，从而节省了时间和精力。
“使用Simulink的模型设计使我们能够在电机硬金宝app件可用于测试之前设计和优化控制器，然后在我们进行电机后为控制器生成生产代码，”医疗控制高级工程师Michael Schwarz博士说System AT ITK。“如果我们手工编写代码，那么在计划上完成这个项目是不可能完成的。”
牙钻马达的转速高达每分钟40000转。这种电机的磁场定向控制算法需要在宽转速范围内精确地了解转子位置。在无传感器电机中，转子位置必须从转子磁体产生的电磁感应引起定子电流的变化来推断。ITK工程师需要设计和优化转子位置估计器，以及牙钻电机的复杂级联控制，将符合IEC 62304标准的医疗设备软件。
项目开始时，原型电机不可用。为了满足客户的项目截止日期，ITK必须与电机硬件并联开发控制器软件。ITK工程师需要创建一个精确的电机模型，并开发一个与此模型合作的控制器。一旦电机可用，他们需要在嵌入式处理器上快速实施和测试其控制软件。
ITK工程师设计，优化，实现，并测试无传感器的BLDC电机控制器基于模型的设计。
从数据表工作，为其客户提供的现有电机和信息，工程师在Simulink中建模了BLDC电机，包括其电气和机械组件金宝app®。
它们在Simulink和MoundFlow中开发了一个控制器模型金宝app®模拟启动，关闭，和错误模式，以及用户可选择的操作模式。
该团队对工厂模型和初始控制器模型进行了闭环模拟，该模型依赖于工厂模型提供的转子位置信号。
为了开发转子位置估计器，该团队使用符号数学工具箱™来解决代数方程，然后在其结果与来自工厂模型匹配的结果匹配的结果匹配后，将估算器精制。
使用定点设计器™的自动缩放和数据类型覆盖功能，工程师将他们的浮点控制器设计转换为定点。他们重新模拟来验证定点模型。
该团队开发了Matlab®执行各个模型组件的批量单元测试的脚本。它们使用Simulink Coverage™制作了模型覆盖报告，用于这些测试。金宝app
使用嵌入式编码器，团队从其控制器模型生成了5000多行的C代码®。他们编制了一个手臂的代码®皮质®-M3处理器与Keil编译器。
工程师在原型板和电机上测试了控制器，精制模型并重新生成代码以优化性能。
ITK与生成的生产代码一起将金宝app控制器和工厂的Simulink模型交付给客户端。控制器和无传感器BLDC电机目前在牙科钻头串行生产。
开发时间减半。施瓦茨说:“我们用了大约4个月的时间完成了控制器的开发。“如果没有基于模型的设计，它将花费至少两倍的时间，因为我们将不得不等待硬件，手工编写代码，并测试更多的原型。”
早期发现的硬件问题。“我们的工厂模型精确地反映了电机行为，使我们能够验证我们的控制器及其早期的硬件，”ITK系统工程师亚历山大·雷斯说。“我们快速确定了第一个硬件原型的错误的根本原因：在硬件上测量的结果与我们验证的Simulink模型产生的结果不符。”金宝app
合同赢得，客户信心成立。“我们的客户想马上开始工作。基于模型的设计帮助我们获得了合同，因为它使我们能够在硬件可用之前就开始开发。”“基于模型的设计也增加了客户对我们工作的信心;我们分享了我们的Simuli金宝appnk模型和模拟，他们现在用这些模型和模拟来进行自己的改进。”
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