Hajtásrendszerek virtuális tesztelése

Hogyan viselkedik a hajtás a valós alkalmazásban? A FAULHABER kefe nélküli egyenáramú motorjait illetően ez a kérdés bármilyen hardver nélkül megválaszolható. A közelmúltban virtuális modulokként adták hozzá őket egy könyvtárhoz, és integrálhatók lettek a Simulink szimulációs szoftverrel modellezett alkalmazásokba. A szimulált viselkedés a valós helyzet indikátoraként szolgál. A különböző hajtások csupán néhány kattintást követően „kipróbálhatók”. Ezáltal a fejlesztési folyamat sokkal könnyebb.

Vegyük egy, a logisztikában használatos szállító drón példáját. A hajtásoknak magas dinamikai követelményeknek kell megfelelniük, hogy a repülő objektum pontosan és érzékenyen irányítható legyen. Észlelhető késedelem nélkül, zökkenőmentesen és pontosan meghatározott erővel kell reagálniuk. Az ilyen nagy pontosságú alkalmazások meghajtására készült motoroknak épp ezért nagyon magas elvárásoknak kell megfelelniük.

Időt takarít meg és csökkenti a kockázatot

A szállító drón csak egy a számtalan alkalmazási példa közül, amelyeknél a hajtásrendszer szimulációja értékes eszköznek minősül a fejlesztési fázisban. Itt nem csak a motor viselkedése számít, amely az adatlap paraméterei alapján észszerű erőfeszítéssel modellezhető. A teljes hajtásrendszerhez az érzékelőrendszer és a vezérlés emulációja is szükséges. Ezen komponensek realisztikus emulációja segít csökkenteni a fizikai hajtásokon végzett átfogó vizsgálatokat.

A FAULHABER a kiváló minőségű mikromotorok első olyan szolgáltatója, aki lehetőséget kínál az alkalmazási helyzet valósághű szimulációjára már a fejlesztés korai szakaszában is. Ebben egy szimulációs szoftver támogat minket, amelyet számos fejlesztő használ világszerte: A Simulink egy olyan grafikus interfésszel rendelkező, úgynevezett blokkdiagram környezetet kínál, amelyben virtuális modellekkel végzett szimulációkat lehet végezni programozás nélkül. „A különböző megoldások gyorsan és egyszerűen tesztelhetők egy integrált környezetben. Ez lehetővé teszi, hogy a fejlesztési koncepciót már nagyon korai szakaszban a tényleges alkalmazáshoz igazítsuk.” – magyarázza Marc Lux, alkalmazásmérnök.

Érzékelőrendszer és vezérlés integrálása

Lux maga hozta létre a FAULHABER hajtások tesztelésének alapját a Simulink használatával. Összeállított egy komponens könyvtárat, amelyben megtalálható a termékpaletta összes kefe nélküli egyenáramú motorja, továbbá a hozzájuk tartozó jeladók és Motion Controllerek. „A motor egy elektromos és egy mechanikus alrendszerből áll. Az összefüggések matematikai egyenletekkel írhatók le. A modellben az alrendszerek egyenletei úgy kapcsolódnak egymáshoz, mint a komponensek egy fizikai motor összeszerelésénél.”

A különböző érzékelőrendszerek tipikus hatásainak modellezésével realisztikus sebesség jellemzőket lehet szimulálni. A hajtásmodelleket az ügyfelek saját vezérlők kifejlesztésére is használhatják a FAULHABER kefe nélküli motorok működtetéséhez. Bár ez nem helyettesíti a fizikai motorokon végzett teszteket, ez a modellalapú módszer jelentősen csökkenti a fejlesztéssel járó időt és kockázatot.

A FAULHABER komponensekkel vezérelt hajtásrendszerek szimulációjához a könyvtár nyomaték-, sebesség- és mozgásszabályozási modulokat biztosít. A 3.0 generációs Motion Controllerek, mint pl. az MC 3001, MC 3603 és MC 5005 modellek, képezik az alapot. Egy motorral a könyvtárból és egy konfigurálható tehetetlenséggel kombinálva ugyanazok a vezérlési paraméterek adhatók meg, mint egy fizikai Motion Controllernél. A teljes hajtásrendszer szimulációjával például realisztikus pozícionálási idők hozhatók létre, a vezérlő paraméterei beállíthatók, vagy összehasonlítható a hajtás viselkedése különböző koncepciók alkalmazása esetén.

Praktikus eszköztár

A szimuláció egyszerű használatának érdekében Marc Lux kifejlesztett egy Matlab eszköztárat. A Matlab egy programozási és numerikus számítási platform. A platformon használatával létrehozott szkriptek alkalmazhatók a Simulinkkel történő szimulációhoz. A virtuális eszköztár tartalmazza többek között a különböző hajtásmodelleket, a vezérlők és motorok paramétereinek kiszámításához használatos szkripteket és táblázatokat, valamint a szimulációhoz szükséges elemek intuitív kombinálásához használatos grafikus interfészeket.

A Simulink könyvtár az év eleje óta online elérhető a FAULHABER ügyfelei számára. A célja az, hogy kiegészítse a meglévő eszközöket, például a FAULHABER Drive Calculatort. Használható a hajtásrendszer kiválasztásához, valamint a tényleges alkalmazásba történő modellalapú integráláshoz.Nem utolsósorban a szimuláció a hajtás digitális ikrének létrehozására is használható, és ahhoz, hogy ezt az ikret továbbfejlesztett funkciókhoz használják az IoT és az Ipar 4.0. kontextusában.

⁣FAULHABER Drive Systems Library in SIMULINK® | Webinar

FAULHABER