基于MATLAB和Simulink的工業自動化控制系統設計

在 MATLAB 和 Simulink 的幫助下，工程師能夠應對現代生產設備不斷增加的復雜度和更高的靈活性要求。

工業自動化和機械工程師使用 MATLAB 和 Simulink 中基于模型的設計：

設計并測試機器控制和調度邏輯

運行設備功能自動測試

為預測性維護和運營優化設計人工智能 (AI) 算法

為工業控制器和 PLC 生成實時代碼（C/C++、IEC 61131-3）

樓宇智慧化，建筑自動化

“MATLAB 幫助我們加快了研發和部署，它有著穩健的數值算法、豐富的可視化和分析工具、可靠的優化例程，并支持面向對象編程，還能夠配合我們的產品級 Java 應用程序在云端運行。” —— Borislav Savkovic，BuildingIQ

MATLAB 和 Simulink 服務于自動扶梯、電梯和 HVAC 系統的控制與監測算法開發工程師，提供從設計、驗證到部署的全套支持。

工程師可以對物理組件和控制系統建模，在數百種不同的場景中仿真和測試其算法。之后，工程師還可以在嵌入式目標或生產服務器上部署代碼。

該方法有助于工程師設計和生產低能耗優化型建筑自動化系統，并提高運營效率。

電梯和自動扶梯

使用 MATLAB 和 Simulink，工程師可以創建物理系統的模型，開發控制和調度邏輯算法。然后，工程師可以仿真各種配置并執行多種測試。之后則可將控制算法部署在嵌入式控制器和 PLC 上。

采用 MATLAB 和 Simulink，公司能夠從物理測試和驗證轉向仿真，并能制造出具有預測性維護功能的設備。

HVAC

工程師團隊使用 MATLAB 和 Simulink 開發具有嵌入式優化、監測和故障預測功能的控制邏輯。控制算法可以計算整座建筑物的室內溫度以及室外溫度、陽光照度、傳熱機制、對流、空氣流動和熱輻射所產生的影響。

暖通和空調系統能否以其最優參數運行對舒適性和總能耗有著顯著影響。

樓宇管理系統

工程師使用 MATLAB 和 Simulink 開發跨樓宇運營優化算法。MATLAB 和 Simulink 可訪問來自多種傳感器、設備和系統的數據，通過各種協議進行通信。工程師可以因地制宜自定義優化算法和機器學習算法，使用這些算法處理數據。

電力驅動裝置和自動化組件

“作為一個小團隊，我們原本不可能在短短六個月內完工，但基于模型的設計使這一切成為可能。要是當初全部采用 C 代碼來做，我們甚至都來不及啟動項目。我們借助 MATLAB 和 Simulink 快速開展分析、可視化和控制器設計，使項目得以如期完成。” —— Engelbert Gruenbacher 博士，貝加萊工業自動化

在工業自動化組件（電力驅動裝置、傳感器等）日益復雜的今天，工程師使用 MATLAB 和 Simulink 來設計控制算法，并對信號進行分析和仿真。

工程師還可以使用 IEC 61131-3、VHDL、Verilog 以及 C 和 C++ 代碼生成，在組件上部署經過驗證的功能。

該方法有助于工程師實現性能更優、效率更高且正常運行時間更長的自動化設備。

電力驅動裝置

使用 MATLAB 和 Simulink，工程師能夠設計用于電力驅動裝置（例如伺服驅動器、可變頻率驅動器、頻率控制器等）的控制算法和調度邏輯。Simscape Electrical 提供組件庫，支持以多種保真度對各類電機和逆變器建模和仿真。Motor Control Blockset 提供經過優化的控制算法，可生成高效的嵌入式代碼。

使用 Simulink Real-Time 和 Speedgoat 硬件，工程師能夠執行快速控制原型 (RCP) 和硬件在環 (HIL) 仿真。通過 C 或 HDL 代碼生成，還可以部署經過驗證的功能以滿足生產用途。

傳感器

憑借 MATLAB 和 Simulink，工程師可以設計出功能先進且準確、精密的工業傳感器。借助代碼生成，工程師還可部署經過驗證的算法。

液壓和氣動作動器

使用 MATLAB 和 Simulink，工程師可以設計液壓作動器的控制算法和調度邏輯。Simscape Fluids 提供組件庫，可對流體和氣動系統（包括泵、閥、管道和熱交換器）建模和仿真。

發電和輸電設備

“我們采用基于模型的設計，開發了一套復雜的控制系統，所用時間相比傳統流程大大縮短。我們從模型生成代碼，省去了原本將耗費數月的手工編碼，同時還借助仿真實現了早期設計驗證。” —— Anthony Totterdell，通用電氣電網