MATLAB, Simulink e Simscape per la progettazione di sistemi meccatronici

Progettare, ottimizzare e verificare sistemi meccatronici

Lo sviluppo di sistemi meccatronici richiede l’integrazione di sottosistemi fisici, sistemi di controllo e software embedded. I tecnici si servono della progettazione model-based per modellare, simulare e verificare sistemi meccatronici multidominio, dallo sviluppo iniziale fino alla produzione.

Con MATLAB®, Simulink® e Simscape™, potrai:

  • Capire le complesse interazioni a livello di sistema, dalla progettazione dell’algoritmo al comportamento dell’impianto
  • Velocizzare la fase di sviluppo lavorando in parallelo con più team diversi
  • Predire e ottimizzare le performance del sistema
  • Migliorare la qualità dei sistemi meccatronici e testarli utilizzando con meno prototipi hardware
  • Eliminare gli errori di codifica manuale generando automaticamente codice sorgente dai modelli simulati
  • Assicurare la tracciabilità dai requisiti, alla progettazione, fino all’implementazione del codice
  • Riutilizzare i modelli di progettazione come digital twin durante la normale operatività del sistema

“Usanso Simulink nella progettazione model-based, siamo in grado di sviluppare algoritmi di controllo sofisticati per i sistemi pneumatici a bordo del Bionic Handling Assistant e di altri progetti meccatronici. Grazie a Simulink PLC Coder, ora è più semplice passare dal progetto al prodotto.”

Dr. Rüdiger Neumann, Festo

Utilizzare MATLAB, Simulink e Simscape per la progettazione di sistemi meccatronici

Modellazione

Usa Simscape per sviluppare modelli a livello di componente o di sistema, che rappresentano le porzioni multifisiche del sistema nel dominio elettrico, meccanico o dei fluidi. Importa i progetti dai progetti CAD esistenti per visualizzare i componenti meccanici in 3D e i sottocircuiti SPICE per incorporare le caratteristiche specifiche di componenti commerciali. Ottimizza le prestazioni del sistema e rileva gli errori di integrazione nelle prime fasi dello sviluppo attraverso la simulazione. Riutilizza i modelli di simulazione nel virtual commissioning o nei digital twin.


Progettazione di sistemi di controllo e logica di supervisione

Linearizza modelli fisici non lineari per sviluppare sistemi di controllo ad anello chiuso con tecniche di controllo lineare, come i diagrammi di Bode o il luogo delle radici, oppure usa strategie di controllo avanzate, come il controllo predittivo del modello o il controllo robusto. Sfrutta le funzioni predefinite e gli strumenti interattivi per regolare e ottimizzare automaticamente i controller in modo da soddisfare i requisiti prestazionali e i vincoli di stabilità del tuo sistema. Analizza i requisiti essenziali in termini di prestazioni e stabilità nei domini di tempo e frequenza, come l’overshoot, il tempo di salita, il margine di fase e il margine di guadagno.

Sviluppa e verifica macchine a stati per il controllo di supervisione e la gestione degli errori. Usa l’animazione grafica per analizzare ed eseguire il debug della logica di supervisione durante l’esecuzione ed individuare i potenziali errori di progettazione.


Test hardware-in-the-loop e prototipazione rapida di controllo

Affina i tuoi algoritmi con la prototipazione rapida del controllo (RCP) per prepararti al tuo ambiente di produzione. Usa le simulazioni hardware-in-the-loop (HIL) del tuo modello di ambiente e impianto per ridurre i prototipi fisici. Esegui simulazioni in real-time su hardware Speedgoat e analizza i risultati in MATLAB per migliorare le prestazioni del tuo sistema meccatronico.


Generazione di codice di produzione

Elimina gli errori dovuti alla codifica manuale generando automaticamente codice sorgente C, C++, IEC 61131-3 (testo strutturato e ladder diagram), CUDA®, Verilog® o VHDL ottimizzato direttamente da MATLAB e Simulink. Utilizza strumenti di progettazione a virgola mobile e fissa per valutare i compromessi in termini di prestazioni. Integra il codice generato indipendente dall’hardware nel tuo ambiente di sviluppo integrato (IDE) della piattaforma PLC da distribuire sull’hardware in tempo reale e per eseguire il debug online.


Verifica e Validazione

Crea, importa e gestisci i requisiti nel tuo modello per mantenere la tracciabilità dei progetti, dei test e del codice generato automaticamente. Dimostra che i progetti soddisfano i requisiti, genera automaticamente dei casi di test per la copertura del modello e migliora la qualità dei progetti per tutto il processo di sviluppo usando metodi di test formali. Verifica la conformità di modello e codice usando metodi formali e analisi statiche. Trova i bug e dimostra l’assenza di errori di runtime critici mediante l’analisi statica del codice. Crea i report e gli artefatti necessari a ottenere la certificazione rispetto agli standard del settore, come IEC 61508, ISO 26262 e DO-178.