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Wie sich ein Antrieb in der realen Anwendung verhält, lässt sich bei Faulhaber-DC-Motoren jetzt ohne Hardware testen. Der Antriebsspezialist bietet mit einer Bibliothek für die Simulationssoftware Matlab Simulink die Möglichkeit, im frühen Entwicklungsstadium das dynamische Verhalten seiner Antriebssysteme zu simulieren. Simulink bietet dafür eine Blockdiagrammumgebung mit grafischer Oberfläche, in der Simulationen mit virtuellen Modellen ohne Programmieraufwand erstellt werden können. In der Komponenten-Bibliothek sind alle bürstenlosen DC-Motoren des Portfolios mit den passenden Encodern und Motion Controllern hinterlegt. Zusammenhänge lassen sich mit mathematischen Gleichungen beschreiben. Im Modell werden dann diese Gleichungen für die Teilsysteme miteinander verbunden, genau wie die Einzelteile bei der Montage eines physischen Motors.
Sensorsystem und Regelung einbinden
Dank der Modellierung von typischen Einflüssen verschiedener Sensorsysteme ist es möglich, einen realistischen Drehzahlverlauf zu simulieren. Die Antriebsmodelle kann der Anwender auch nutzen, um eigene Regler zur Ansteuerung der bürstenlosen DC-Motoren zu entwickeln. Das ersetzt zwar nicht den Test an physischen Motoren, doch Zeitaufwand und Risiken bei der Entwicklung lassen sich deutlich reduzieren.
Für die Simulation eines geregelten Antriebssystems gibt es Bausteine zur Drehmoment-, Drehzahl- und Positionsregelung. Die Grundlage liefern Motion Controller der Generation 3.0, zu der unter anderem die Modelle MC 3001, MC 3603 und MC 5005 gehören. In Verbindung mit einem Motor aus der Bibliothek und einer konfigurierbaren Lastträgheit lassen sich dieselben Regelparameter ermitteln, die in einem physischen Motion Controller zum Tragen kommen. So ist es beispielsweise möglich, realitätsnahe Positionierzeiten zu bestimmen, die Regelparameter anzupassen oder das Verhalten des Antriebs beim Einsatz unterschiedlicher Konzepte zu vergleichen.
Modellbasierten Einbindung in die Anwendung
Die Simulink-Bibliothek steht Anwendern online zur Verfügung. Sie ist als Ergänzung zu bereits existierenden Tools wie dem Drive Calculator gedacht. Sie lässt sich sowohl bei der Auswahl eines Antriebssystems als auch bei der modellbasierten Einbindung in die eigentliche Anwendung verwenden. Zudem kann die Simulation auch dazu dienen, einen digitalen Zwilling des Antriebs zu schaffen und diesen für erweiterte Funktionen im Rahmen von IoT und Industrie 4.0 zu nutzen.
