MATLAB, Simulink et Simscape pour la conception de systèmes mécatroniques

Concevez, optimisez et vérifiez des systèmes mécatroniques

Le développement de systèmes mécatroniques requiert l'intégration de sous-systèmes physiques avec des systèmes de contrôle et du logiciel embarqué. Les ingénieurs utilisent le Model-Based Design pour modéliser, simuler et vérifier des systèmes mécatroniques multidisciplinaires, du développement initial jusqu'à la production.

MATLAB®, Simulink® et Simscape™ vous permettent de :

  • Comprendre les interactions entre des systèmes complexes, de la conception des algorithmes jusqu'au comportement physique du système
  • Accélérer le développement en travaillant en parallèle avec plusieurs équipes
  • Prédire et optimiser les performances du système
  • Améliorer la qualité des systèmes mécatroniques et les tester à l’aide d'un nombre réduit de prototypes hardware
  • Éliminer les erreurs de codage manuel en générant automatiquement le code à partir des modèles de simulation
  • Assurer la traçabilité, des exigences jusqu'au design et au code
  • Réutiliser les modèles de design en tant que jumeaux numériques

« L’utilisation de Simulink pour le Model-Based Design nous permet de développer les commandes pneumatiques complexes requises pour notre Bionic Handling Assistant et autres systèmes mécatroniques. Grâce à Simulink PLC Coder, il est aujourd'hui beaucoup plus simple de passer du design à la production. »

Dr. Rüdiger Neumann, Festo

Utiliser MATLAB, Simulink et Simscape pour la conception de systèmes mécatroniques

Modélisation

Utilisez Simscape pour développer des modèles au niveau système ou composant afin de représenter les parties physiques du système dans les domaines électriques, mécaniques ou hydrauliques. Importez des designs à partir de fichiers de CAO pour visualiser les composants physiques 3D et les sous-circuits SPICE afin d'intégrer un comportement spécifique à un fabricant. Optimisez les performances du système et détectez les erreurs d'intégration très tôt dans le processus de développement grâce à la simulation. Réutilisez les modèles de simulation pour le virtual commissioning ou les jumeaux numériques en opération.


Conception de systèmes de contrôle et de logique de supervision

Linéarisez des modèles physiques non linéaires pour développer des systèmes de contrôle en boucle fermée grâce aux techniques de l'automatique linéaire, comme les diagrammes de Bode ou le placement de pôles, ou utilisez des stratégies de contrôle avancées telles que le contrôle prédictif ou robuste. Utilisez des fonctions prédéfinies et des outils interactifs pour régler et optimiser automatiquement les contrôleurs afin de satisfaire aux exigences et aux contraintes de stabilité de votre système. Analysez les principales caractéristiques de performance et de stabilité dans les domaines temporel et fréquentiel, par exemple le temps de dépassement, le temps de montée, la marge de phase et la marge de gain.

Développez et vérifiez des machines à états pour la gestion des commandes de supervision et des erreurs. Utilisez l'animation graphique pour analyser et déboguer la logique de supervision pendant son exécution afin d'identifier les potentielles erreurs de conception.


Tests Hardware-in-the-Loop (HIL) et prototypage rapide des lois de commande

Affinez vos algorithmes avec le prototypage rapide des lois de commande (RCP) pour les préparer à votre environnement de production. Utilisez des simulations Hardware-in-the-Loop (HIL) de vos installations et de votre modèle d'environnement afin de réduire le nombre de prototypes physiques. Exécutez des simulations temps réel sur du hardware Speedgoat, puis analysez les résultats dans MATLAB pour améliorer la performance de votre système mécatronique.


Génération de code de production

Éliminez les erreurs de codage manuel en générant automatiquement du code C, C++, IEC 61131-3 (Structured Text and Ladder Diagram), CUDA®, Verilog® ou VHDL optimisé directement depuis MATLAB et Simulink. Tirez parti des outils de design en virgule flottante et virgule fixe pour étudier les compromis de performance. Intégrez le code généré, indépendant de la cible, avec l'environnement de développement intégré (IDE) de votre plateforme PLC pour le déploiement sur votre hardware temps réel et le débogage en ligne.


Vérification et validation

Créez, importez et gérez les exigences dans votre modèle afin d’assurer la traçabilité dans vos designs, tests et code généré. Démontrez que les designs répondent aux exigences, générez automatiquement des cas de test pour la couverture de modèles, et améliorez la qualité des designs tout au long du processus de développement à l'aide de méthodes de test formelles. Vérifiez la conformité du modèle et du code à l'aide de méthodes formelles et de l'analyse statique. Identifiez les bugs et prouvez l'absence d'erreurs d'exécution critiques grâce à l'analyse statique de code. Produisez les rapports et artefacts nécessaires pour répondre aux normes de l'industrie telles que IEC 61508, ISO 26262 et DO-178.