住友重工业的发展速度嵌入式液压挖掘机模型预测控制软件
挑战
加速嵌入式发动机控制软件的设计和实现液压挖掘机
解决方案
使用基于模型的设计与仿真软件和嵌入式编码模型,模拟,生成金宝app代码从一个最大化的模型预测控制器挖掘机的工作性能
结果
- 燃油效率增加了15%
- 工程努力减少了50%
- 积极的最后期限了
“基于模型的设计,我们的液压工程师可以完成控制器的设计和实现,没有涉及嵌入式工程师。这是一个很大的优势,因为它节省时间和结果在高质量控制器。”
Eisuke松崎住友重工业
住友液压挖掘机。
液压挖掘机需要以一个恒定的速度控制,使发动机的挖掘机增加,大量减少。这些嵌入式控制器设计时,工程师必须考虑负载的突然波动,以及确保设计满足严格的排放标准和安全要求。
面对压力,满足新的排放法规,住友重工业工程师使用基于模型的设计与仿真软件金宝app®加速液压挖掘机控制软件的设计和实现。
“基于模型的设计,我们专注于发展控制算法,编写低级代码,“Eisuke松崎说工程师住友重工业。“因此,我们能够在限定的时间内提供高质量控制器而承受着巨大的压力。”
挑战
住友重工业,像许多重型设备制造商,其来源引擎从另一个供应商。因此,工程团队需要一种方法来确定发动机的特点和它的黑盒转速控制器。然后他们需要设计一个最小化的模型预测控制(MPC)在发动机转速变化负载波动而管理与CAN总线通信相关的延迟。团队选择了MPC因为它占输入和输出约束,因为他们可以适应多个引擎类型通过改变内部预测模型。
过去,住友重工业遵循传统开发方法的控制算法是由一个液压工程师,设计编码由嵌入式工程师,目标处理器上实现的,然后由真正的挖掘机的液压工程师进行测试。工程师之间的沟通不畅,编码错误,和有限的访问测试硬件通常放缓开发迭代。与更严格的排放标准生效,住友团队需要缩短开发迭代和交付一个新的控制器在一个排得紧紧的时间表。
解决方案
住友重工业与仿真软件工程师使用基于模型的设计开发嵌入式MPC为液压挖掘机。金宝app
与仿真软件仿真软件优化金宝app设计™,他们建立了一个基于函数转移工厂模式,从发动机测试数据估计参数。他们把输入扰动转矩负载等放置在液压泵,以及非线性等电源输出限制和死时间。
然后估计植物模型作为一个内部预测模型在MPC设计模型预测控制工具箱™。他们调整控制器参数,并验证了控制器设计通过模拟仿真软件。金宝app
使用嵌入式编码器®,团队生成数百行C代码的32位RISC单片机控制器模型。他们更新生成的代码来支持多个引擎类型用一个控制器。金宝app
在完成绩效评估测试实际的挖掘机,住友重工业生产开始使用新控制器。
结果
- 燃油效率增加了15%。“住友工程机械实现减少15%的燃料消耗在不牺牲挖掘机的动态性能,”松崎说。“效率的增加是由于,在一定程度上,减少50%的发动机转速波动通过模型预测控制工具箱和改进控制设计。”
- 工程努力减少了50%。”使我们能够消除传统开发方法的低效和遵循一个一致的工作流从控制设计到部署,基于模型的设计无疑节省了我们的时间,”松崎说。“虽然很难测量准确,我们估计与基于模型的设计工程小时切成两半。”
- 激进的最后期限。“如果我们没有满足我们的最后期限,我们将无法符合第四层最后一排放标准时间继续销售挖掘机、“松崎指出。”在仿真软件建模和模拟控制器,然后生成代码启用了嵌入式编码我们如期交付,因为我们一直专金宝app注于控制算法而不是编写代码。”
