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MI-Partners、ナノメートル精度のサンプル位置決めプロトタイプを開発
最先端の科学研究を支える超精密モーションシステムの構築
「MATLAB はハイテクシステムの開発に適した幅広いツールセットを提供しており、複雑な制御アルゴリズムを迅速にテストして最適なパフォーマンスを得ることができます。」
主な成果
- Simulinkと Speedgoat によりラピッド コントロール プロトタイピングが可能になり、エンジニアはアルゴリズムを迅速に設計、シミュレーション、テストしてリアルタイムで実行できるようになりました。これにより開発サイクルが大幅に短縮され、チームは複数の設計コンセプトを効率的に評価できるようになりました。
- Simulinkモデルの開発と Speedgoat でのリアルタイム実行により、シミュレーションから物理的な実装へのシームレスな移行が保証され、統合の課題が軽減され、エラーが最小限に抑えられ、実際のハードウェア上での制御戦略の即時検証が可能になりました。
- Simulink は、ナノメートルレベルの精度を必要とするアプリケーションに不可欠な高度で高精度な制御アルゴリズムの開発をサポートするとともに、これらのアルゴリズムを反復して改良し、パフォーマンスを最適化して変化する要件に適応する柔軟性も提供します。
磁気浮上プラットフォームは、サンプルの位置を調整して、シンクロトロンビームの経路に正確に位置合わせします。
MI-Partners は、高度な精密位置決めデバイスのプロトタイプの開発を専門としています。このプロセスは、さまざまな設計コンセプトを効率的に評価して最も有望なソリューションを特定する実現可能性調査の実施から始まります。
ある特定のプロジェクトでは、MI-Partners は、シンクロトロン ビームライン内で製品サンプルをナノメートル レベルの精度で配置できることを実証する必要がありました。シンクロトロンは、非常に高速で粒子を衝突させ、その衝突によって生じる粒子の構成を研究することで、物質の特性を評価します。このような正確な位置決めを実現することは、顧客のアプリケーションにとって非常に重要でした。
サンプルを配置する必要がある正確な位置を制御および決定するために、MI-Partners は Simulink® で設計された制御アルゴリズムを使用しました。制御ロジックは実行可能コードに変換され、Speedgoat®のリアルタイムターゲットマシンに展開されました。その後、Speedgoat はコンパイルされたコードを実行し、必要な計算をすべて実行し、システムのアクチュエーターおよびセンサーとハードリアルタイムで直接インターフェイスしました。
物理的な位置決めシステムは、磁気浮上 (MagLev) プラットフォームをベースとしていました。このプラットフォームは、ローレンツ力アクチュエータによって作動し、制御アルゴリズムによって生成された指示に従ってサンプルを移動しました。この反復的なワークフロー、つまり Simulinkでコントローラーを設計し、それを Speedgoat にデプロイし、MagLev プラットフォームをテストする工程を採用することで、MI-Partners は複数のプロトタイプ設計を効率的に評価し、最適なソリューションを選定することができました。
