Aktuatorsimulering

Aktuatorsimulering är processen att modellera och simulera aktuatorer och deras styrsystem i datorbaserade miljöer för att förutsäga beteende, prestanda och samspel med övriga system, utan att fysiska tester krävs.

Man modellerar aktuatorer som elektriska motorer, hydrauliska och pneumatiska cylindrar, samt deras dynamik med differentialekvationer, överföringsfunktioner eller tillståndsrymdmodeller. Fysiska effekter som friktion, spel (backlash), tidsfördröjningar och icke-linjäritet tas i beaktning.

Användningsområden inkluderar konstruktion och optimering av styralgoritmer, verifiering av systemstabilitet, simulering av längre tidsförlopp och riskbaserad testning. HIL och co-simulation används för att koppla mjukvara till verklig eller realistisk hårdvara.

Vanliga verktyg är MATLAB/Simulink med Simscape, Modelica-plattformar som OpenModelica eller Dymola, samt robotikmiljöer som Gazebo i kombination med ROS. Modellering och kalibrering bygger på experimentella data för att få tillförlitliga parametrar och relevanta beteendemönster.

Arbetsflöde: utveckla modell, identifiera parametrar, validera mot experimentdata, köra simuleringar och utföra känslighetsanalyser; samt integrera med hårdvarukonfigurationer för realtidsrelaterade tester och Hardware-in-the-Loop.

Användningsområdenas bredd spänner över fordonsindustrin, automation och robotik, flyg- och rymdteknik samt energi och tillförlitlighetsanalys, där simulering av aktuatorers dynamik underlättar design, verifiering och optimering av system. Utmaningar inkluderar modellfel, osäkerheter, icke-linjäritet, tidsfördröjningar och skalbarhet för komplexa system.

---