“基于模型的设计为传动系统和其他复杂机电金宝app一体化系统的设计提供了系统方法。基于动态物理模型模拟和最优控制器的详细设计方案分析，使我们能够在设计阶段早期做出明智的决定。”
克里斯托夫Berx, FMTC
弗兰德斯机电一体化技术中心(FMTC)是比利时北部领先的机电一体化公司的合作研究中心。FMTC工程师完成四个重点领域的联合项目和研究任务:智能传感器、自优化机电系统、节能机电传动系统和机电系统基于模型的设计。这些项目利用新技术和工作流程来开发未来的机器。
在一个这样的项目中，FMTC工程师使用MATLAB®，s金宝appimulink.®，和Simscape™设计和优化混合流体静力传动系统。
FMTC的项目经理Gregory Pinte表示:“Simscape使我们可以很容易地将超级电容器和液压蓄能器集成到我们的静液传动系统模型中，以测试存储制动能量的影响。”“模拟使我们能够评估混合设计的能源效率，优化我们的控制器，并获得宝贵的见解，我们与我们的成员公司分享。”
FMTC需要比较混合式静液驱动器中不同的能量存储元件的性能，以确定哪个将导致最低的总体拥有成本（TCO），安装和持续的燃料成本。FMTC工程师在实验室中有一个标准的静水流动脉，但将能量存储元件直接集成到此设置中进行测试，需要几个月的努力。FMTC团队希望通过建模和仿真加速设计和优化。
要进行能量存储元件的公平比较，FMTC必须开发控制系统，以通过具有新架构的动力传动系统来控制能力的最佳动力流动，然后根据一些负载的仿真来识别所考虑的每个元素的最佳设计场景。
FMTC工程师设计，优化和评估了基于模型的设计的混合式静液压动力传动系统替代品。
使用Simu金宝applink和Simscape，它们为典型的静液压传动系统中的每个组件开发了模型，包括驱动电机，液压泵，液压电机和扭矩负载。
对于每个组件，该团队在实验室进行了实验，测量扭矩、速度和压力。利用他们基于MATLAB和最优化工具箱开发的工具箱，他们根据这些测量来估计模型参数。然后他们开发了查找表，将压力、速度和冲程量映射到能源效率。
该团队还估计了内部惯性、时间延迟和其他参数，以更准确地用Simulink和Simscape建模组件的动态行为。金宝app
然后，工程师从组件模型中建立了一个系统模型，将它们与Simscape Fluids™的阀门，液压电阻和其他液压回路元件连接。
他们通过在Simulink中运行仿真，并将结果与完整传动系统的测量结果进行比较，验证和完善了系统模型。金宝app
一旦他们有一个准确的传动系机，该团队就开发了两个储能组件的Simscape模型：具有DC-DC转换器的超级电容器和具有其相关阀和线的液压蓄能器。
它们分别将每个组件集成到系统模型中，并使用内部方法来开发和实现MATLAB中的最佳控制算法，用于两个混合动力传动系统。这些控制算法计算驱动器部件的设置，例如液压泵和电机的旋转斜盘角度。
然后，该团队在Simulink中进行了一系列电容类型和累加器尺寸的闭环模拟，估计每种配置的TCO。金宝app
FMTC计划使用Simulink C金宝appoder™从其工厂模型生成代码，以支持实时硬件循环测试。金宝app
燃料消耗减少25%．“Simulink中的模拟显示，金宝app由于泵和直流转换器的额外能量损失，基于蓄电元件的混合式静液压传动系统比液压储存元件较小，”Pinte说。“这是一个意想不到的结果和全新的洞察力。效率增益将燃油消耗降低25％。“
分析时间减少75%．FMTC项目工程师Kristof Berx说:“我们估计，为每个模拟配置建立一个物理原型需要大约200天的努力。”“通过Sim金宝appulink和Simscape，我们在大约50天内完成了分析，我们能够在没有额外成本的情况下评估一系列电容器和蓄电池的尺寸。”
所有权总成本减少了15％．“模拟表明，与基于模型的设计设计和优化的混合静液压传动系统比标准的静水流动脉杆菌更高的燃料效率约为25％，较低的TCO降低了15-20％，”Berx说。
加入客户参考计划
您还可以从以下列表中选择一个网站：