실시간Human-in-the-Loop시뮬레이터로제품개발을간소화하는볼보건설기계

沃尔沃CE의건설장비제품군은수많은밸브,펌프,파이프,제어시스템과다양한센서로구성된정교한유압시스템으로구성되어있습니다。이러한유압시스템은적절한크기의엔진과정합이잘이루어져야되며,동시에컨트롤러의파라미터조정을통해성능과연비에최적화되어야합니다。

沃尔沃CE엔지니어들은이처럼복잡한작업을물리적인프로토타입으로테스트하려면엄청난비용이든다는것을알았지만유압을실시간으로정확히시뮬레이션할방법이없었습니다。또한도메인별특화된각각의시뮬레이션도구는해당되는개별서브시스템만시뮬레이션할수있었기때문에유,압기계,전기및전자서브시스템을모두포함한장비에대한시뮬레이터를개발할수없었습니다。

엔지니어팀에는모든서브시스템을단일환경에서모델링하고전체시스템을실시간으로시뮬레이션할수있는툴이필요했습니다。이러한툴이있으면성능과효율은물론장비를운전하는작업자의피드백까지고려할수있어설계단계에서설계절충안에대한의사결정을내릴수있습니다。또한팀이최종제품의여러서브시스템을병렬로개발한후최적의솔루션으로통합하고자하는沃尔沃CE사내의컨커런트엔지니어링(并行工程)접근방식을달성하기위해서는여러도메인을지원할수있는모델링및시뮬레이션환경도중요했습니다。

沃尔沃CE엔지니어들은vm플랫폼개발을위해仿真软件,Simsc金宝appape와模型实时을선택했습니다。

이들은Simscape液体™와Simscape를사용하여첫시뮬레이션대상장비인굴삭기메인제어밸브,릴리프밸,브스윙모터,유압회로를모델링했습니다。그런다음Simscape多体™를이용하여붐(繁荣),암(手臂),버킷(桶)등의기계컴포넌트를모델링했습니다。

팀은仿金宝app真软件를사용해작업하면서만든엔진모델을유압,기계및기타서브시스템모델과통합하여장비의전체모델을완성했습니다。

金宝app仿真软件및仿真软件控制设计™으로컨트롤러모델을만들어서굴삭기장비모델과함께폐쇄루프시뮬레이션을수행했습니다。시뮬레이션결과의후처리에는MATLAB^®을이용했습니다。시뮬레이션의시스템동작분석을토대로컨트롤러설계를개선하고실제기계에서얻은테스트데이터로굴삭기장비모델을검증했습니다。

金宝app仿真软件编码器™를이용하여모델에서C코드를생성하고模型实时을이용하여Speedgoat사의3대의타겟머신에서코드를동시에실행했습니다。

현재실시간시뮬레이션플랫폼은굴삭기제품개발에사용되고있으며,앞으로휠로더와험지용굴절식덤프트럭개발에도사용할계획입니다。최근에는시뮬레이터에Controller-in-the-Loop및래피드제어프로토타입제작기능을접목하여소프트웨어개발및테스트를지원하고있습니다。