ユーザー事例

CARCO电子降低30%的开发成本

挑战

设计和制造一个运动测试系统,能够复制典型导弹制导系统在飞行中所经历的扰动

解决方案

使用MathWorks工具开发运动测试系统控制器的原型,生成代码,并与真实的机械系统进行仿真

结果

  • 开发成本降低30%
  • 设计时间缩短了两个多月
  • 按规格优化的控制器

“如果没有MathWorks工具,我们将不得不使用C或Fortran来构建合适的仿真模型。在原型制作之前,我们无法同时分析控制器和机械系统的行为。”

罗伯特·彼得森,CARCO电子公司
CARCO的六自由度运动测试系统。

拦截导弹易受高频动态运动的影响,如振动。这种易感性会导致导弹闭环制导时的传感器视线误差。为了解决这个问题,工程师们使用飞行运动模拟器来模拟扰动。然而,最先进的测试系统带宽只有60至100赫兹,导致测试结果不可靠。

CARCO Electronics使用MathWorks产品设计和下载188bet金宝搏制造了一个六自由度运动测试系统,可以在1000赫兹的频率下工作。MathWorks产下载188bet金宝搏品使他们能够一起模拟控制器和机械系统的行为,然后在构建昂贵的原型之前对控制系统进行优化,从而节省了CARCO的时间和金钱。

“如果没有MathWorks工具,我们就不会触及这个问题,”CARCO的工程副总裁罗伯特·彼得森说。“我们必须使用C或Fortran来构建模拟模型。在原型制作之前,我们无法同时分析控制器和机械系统的行为。那将是一场噩梦!”

挑战

CARCO需要开发一种运动测试系统,能够准确地代表高达1000hz的低振幅、高频动态。他们是否能创造出一种具有所需性能的机械仪器,这是值得怀疑的。设计一个能够在1000 Hz频率下工作的传统Stewart平台(六足)是一个挑战。例如,机械结构必须坚固,但重量轻,而驱动器和控制系统必须立即响应运动。

因此,他们需要克服两个主要障碍:设计一个足够灵活的机械系统,以满足他们的结构要求,并创建一个控制器,能够实现1000hz的响应率。为了满足高频要求,CARCO需要将机械系统的部件和控制器一起优化。

就其本身而言,这些基本标准是可以满足的。然而,在一个集成系统中,它们提出了一个可怕的工程问题。

解决方案

CARCO使用MathWorks工具开发了一个高频运动模拟器,包括三个锚块、一个安装有效载荷的板、6个上下关节和6个电磁线性驱动器。

开发过程包括五个阶段:利用MATLAB对机械系统进行建模®和仿真软金宝app件®使用Simulink Coder™自动生成代码,使用Simulin金宝appk real - time™与真实运动测试系统进行模型仿真,使用Simscape Multibody™验证机械系统模型。

对于机械系统,CARCO设计了一套新的专门的机械执行器,并在Simulink中对这些执行器建模。金宝app

对于控制器,他们开发了一个多轴动态解耦控制系统,以最小化Stewart平台耦合运动学中的多个特征值的影响。他们使用Simulink和MATLAB实现了控制算法,并使用Simulink模块定义了控制系金宝app统的体系结构。每个系统子块定义了一个c可调用函数及其对应的输入和输出变量。

接下来,他们使用Simulink金宝app Coder生成ANSI®用C代码从他们的Simulink框图金宝app中表示控制律。

下一步,他们使用Simulink real在生产环境中运行金宝app控制算法,并在pc兼容的硬件上实时执行它。然后,他们构建了物理硬件,并通过使用Simulink Real-Time将硬件与控制器连接来测试组合系统。金宝app

他们用Simscape Multibody验证了他们的设计。CARCO发现使用Simscape Multibody构建一个复杂的模型非常简单,将开发时间缩短了两个多月。

控制器正在进行集成和最终测试。

结果

  • 开发成本降低30%.在对MathWorks产品对CARCO的成本和生产力的影响进行了两年的研究后,卡内基梅隆大学软件工程下载188bet金宝搏研究所确定CARCO使用Simulink Coder自动代码生成降低了30%的开发成本。金宝app

  • 设计时间缩短了两个多月.“最初的模型花了大约三个月的时间来构建和验证,”Peterson解释道。“使用Simscape Multibody,模型在两周内完成。”

  • 按规格优化的控制器.“通过使用Simul金宝appink,我们发现了运动模拟器的最大动态性能,然后,基于这些信息,确定了实际驱动器的性能标准,”Peterson说。“这使我们能够在生成任何代码之前优化设计。”

下载188bet金宝搏产品使用

お客様の成功事例をご紹介

カスタマーリファレンスプログラムに参加する