Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Hardware-in-the-Loop simulering av motorservon på ett inbyggt system
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2014 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Hardware-in-the-Loop simulation of servo drivers on an embedded system (English)
Abstract [en]

This report presents a master thesis project performed at Elekta AB during the fall of 2013 and early 2014. Elekta is a medical technology company and their main product in the Stockholm office is a gamma knife used for radiosurgery. The gamma knife contains a cluster of a dozen motor servos and motors used for adjusting the patient and the radiation sources over a CAN bus. A self-developed hardware-in-loop simulator running on a PC with LabVIEW is currently being used for integration level testing of the control system of the gamma knife. The simulator has some problems with it not running in real-time and having other performance issues. This is suspected by Elekta to be due to the massive amount of CAN, serial, and other messages being handled. Elekta, not wanting to invest in expensive dedicated HIL hardware, are looking for an inexpensive way to rebuild the HIL simulator on a generic low cost embedded system.The focus of the project has been to investigate if it’s possible to replace the HIL simulator with a cheaper embedded system. This was at the end of the project done by building a proof of concept device to demonstrate this.Related to this problem area was a case study also carried out at Elekta about how the company works with Validation, Verification and Testing. The aim of the study was to investigate if there are any changes that the company can make to improve their VVT process. This was done by conducting a literature review and performing interviews with developers and testers at the company.A reproduction of the core functionality of the current HIL simulator was implemented on a STM32F103 microcontroller from STMicroelectronics using the ARM Cortex M3 processor with the ARM7 architecture. The microcontroller was able to successfully interfacing with the control system and simulating the cluster of motor servos and its mechanical systems with sufficient real-time performance.The conclusions of the carried out project is that it’s possible for Elekta to implement the core functionality of their current HIL simulator on a Cortex M3 microcontroller. Elekta do however need to investigate further if moving the complete HIL simulator to an embedded system will make further development and usability of the simulator more complex and expensive.

Abstract [sv]

Denna rapport är resultatet av ett examensarbete utfört på Elekta AB under hösten 2013 och våren 2014. Elekta är ett medicintekniskt företag vars huvudprodukt på Stockholmskontoret är en gammakniv som används inom radiokirurgi. Gammakniven innehåller ett kluster av ett dussin motorservon styrda över en CAN-buss. Dessa används för att justera patienten och de radioaktiva källorna. För tillfället använder företaget en egenutvecklad ”Hardware-in-the-Loop” simulator, körandes på en PC med LabVIEW, för att utföra integrationstester av gammaknivens styrsystem. Simulatorn har uppvisat tecken prestandaproblem och att simuleringarna inte sker i realtid. Elekta misstänker att detta beror på det stora antalet meddelanden som måste hanteras över CAN, seriella och andra anslutningar. Företaget är motvilligt att investera i dyra färdiga system och vill undersöka möjligheten att lösa dessa problem genom att implementera den nuvarande simulatorn på ett billigt inbyggt system.Projektets fokus har legat på att undersöka om det är möjligt att ersätta den nuvarande HIL simulatorn med ett billigare inbyggt system. Detta gjordes genom att bygga en ”proof-of-concept” prototyp för att demonstrera att detta är möjligt.Relaterat till detta problemområde genomfördes en fallstudie på Elekta om hur företaget arbetar med validering, verifiering och testning. Syftet med studien var att undersöka om det finns några förändringar som företaget kan göra för att förbättra denna process. Detta gjordes genom att utföra en litteraturstudie och genomföra intervjuer med utvecklare och testare på företaget.Ett återskapande av den nuvarande HIL simulatorns huvudfunktionalitet implementerades på en STM32F103 mikrokontroller from STMicroelectronics som använder en ARM Cortex M3 processor med ARM7 arkitektur. Mikrokontrollern kunde framgångsrikt samverka med styrsystemet och simulera klustret av motorservorna och deras mekaniska system med tillräcklig realtidsprestanda.De dragna slutsatserna är att det är möjligt för Elekta att implementera funktionaliteten av deras nuvarande HIL simulator på en Cortex M3 mikrokontroller. Företaget behöver dock undersöka om en flytt av den nuvarande simulatorn kommer att göra ytterligare utveckling och användande av systemet mera komplicerat och kostsamt.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 80 p.
Series
MMK 2014:12 MDA 481
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-146633OAI: oai:DiVA.org:kth-146633DiVA: diva2:724320
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-12-04 Created: 2014-06-12 Last updated: 2014-12-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2669 kB)