Automatyzacja i przemysł maszynowy

Maszyny przemysłowe

Dla producentów urządzeń wykorzystywanych w wytwarzaniu energii, produkcji czy testowaniu dużym wyzwaniem jest tworzenie aplikacji wbudowanych, będących częścią złożonych systemów integrujących podsystemy mechaniczne, elektryczne, przetwarzania sygnałów i sterowania. Firmy zorientowane na rozwój zwracają uwagę na metodologię Model Based Design, dzięki której można usprawnić proces wytwarzania urządzeń począwszy od etapu ich projektowania. Model-Based Design umożliwia twórcom urządzeń na tworzenie „wykonywalnej specyfikacji” w postaci modeli, które zapewniają jasny kierunek różnym grupom inżynierów uczestniczących w jednym projekcie. Współdzielenie modeli pozwala inżynierom różnych specjalizacji na ograniczenie testów na sprzęcie, a umożliwia skupienie się na rozwijaniu algorytmów i ich testowanie w oparciu o modele. Umożliwia to wczesną weryfikację projektu w różnych jego dziedzinach, zanim dojdzie do inwestycji w kosztowny prototyp. Stworzone modele mogą zostać następnie wykorzystane do generacji kodu i powiązania go z projektem, co ogranicza pracę inżynierów oprogramowania.

Sterowanie procesem konwersji energii

Sterowanie procesem konwersji energii to jedno z kluczowych zagadnień w automatyce i transporcie. Zastosowania obejmują: sterowanie silnikiem z napędem elektrycznym, regulacja falowników, sterowanie napięciem. Postępy w energoelektronice półprzewodnikowej umożliwiły inżynierom opracowanie urządzeń, które modulują i konwertują moc w większym zakresie niż kiedykolwiek wcześniej. Urządzenia te są potrzebne w celu obniżenia zużycia energii elektrycznej, zwiększenia efektywności i usprawnienia procesu przekazywanie mocy. Metodologia Model Based Design pomaga zmniejszyć nakład pracy na projektowanie poszczególnych komponentów opracowywanego systemu poprzez umożliwienie inżynierom modelowania energoelektroniki, sterowania i algorytmów przetwarzania sygnałów. Symulacje modeli w czasie rzeczywistym pozwalają na przetestowania funkcjonowania tworzonego systemu w różnych, często ekstremalnych warunkach pracy, które są często zbyt ryzykowne by przeprowadzać eksperymenty na rzeczywistym sprzęcie. Automatyczna generacja kodu zmniejsza wysiłek wkładany we wdrażania kodu dla systemów wbudowanych i pomaga zapewnić jego wysoką efektywność obliczeniową

Opracowywanie i wdrażanie algorytmów sterowania silnikiem

Opracowanie modelu silnika elektrycznego przy uwzględnieniu technik regulacji takich jak PWM (modulacja szerokości impulsów) stawia wyzwanie weryfikacji opracowanych wbudowanych systemów sterowania w ramach różnych warunków pracy silnika. Z pomocą oprogramowania firmy Mathworks inżynierowie wykorzystując dostępne techniki symulacji są w stanie zredukować czas opracowywania algorytmów dzięki możliwości porównania różnych strategii sterowania. Algorytmy sterowania mogą zostać zweryfikowane poprzez symulacje pracy modelu pod różnymi obciążeniami elektrycznymi by zapewnić prawidłową pracę w warunkach rzeczywistych. Sprawdzone algorytmy sterowania mogą zostać natychmiast zaimplementowane dzięki technice automatycznej generacji kodu.

Opracowywanie algorytmów MPPT dla inwerterów solarnych

Efektywność inwerterów solarnych jest uzależniona od opracowania algorytmów MPPT (Maximum power point tracking). Oprogramowanie MathWorks pomaga zmniejszyć koszty i nakłady pracy na projektowanie i testowanie inwerterów poprzez możliwość prowadzenia symulacji źródła napięcia i obciążenia elektrycznego inwertera. Projektanci inwerterów mogą przeprowadzać symulację uwzględniające różne warunki pracy urządzenia w warunkach różnego nasłonecznienia, częściowego zacienienia i szybko zmieniającego się obciążenia.