DSpace[仿真系統]

DSpace[仿真系統]

DSpace(數字空間)系統是由美國麻省理工學院圖書館(MIT Libraries)和美國惠普公司實驗室(Hewlett-Packard Labs)合作,經過兩年多的努力,於2002年10月開始投入使用。該系統是以內容管理髮布為設計目標,遵循BSD協定的開放原始碼數字存儲系統。系統可以收 集、存儲、索引、保存和重新發布任何數字格式、層次結構的永久標識符研究數據。

dSPACE實時仿真系統是由德國dSPACE公司開發的一套基於MATLAB/Simulink的控制系統開發及半實物仿真的軟硬體工作平台,實現了和MATLAB/Simulink/RTW的完全無縫連線。dSPACE實時系統擁有實時性強,可靠性高,擴充性好等優點。dSPACE硬體系統中的處理器具有高速的計算能力,並配備了豐富的I/O支持,用戶可以根據需要進行組合;軟體環境的功能強大且使用方便,包括實現代碼自動生成/下載和試驗/調試的整套工具。dSPACE軟硬體目前已經成為進行快速控制原型驗證和半實物仿真的首選實時平台。

實現快速控制原型和硬體在環仿真

RCP(Rapid Control Prototyping)—快速控制原型

要實現快速控制原型,必須有集成良好便於使用的建模、設計、離線仿真、實時開發及測試工具。 dSPACE 實時系統允許反覆修改模型設計,進行離線及實時仿真。這樣,就可以將錯誤及不當之處消除於設計初期,使設計修改費用減至最小。

使用 RCP 技術,可以在費用和性能之間進行折衷;在最終產品硬體投產之前,仔細研究諸如離散化及採樣頻率等的影響、算法的性能等問題。通過將快速原型硬體系統與所要控制的實際設備相連,可以反覆研究使用不同感測器及驅動機構時系統的性能特徵。而且,還可以利用旁路( BYPASS )技術將原型電控單元( ECU : Electronic Control Unit )或控制器集成於開發過程中,從而逐步完成從原型控制器到產品型控制器的順利轉換。 RCP 的關鍵是代碼的自動生成和下載,只需滑鼠輕輕一點,就可以完成設計的修改。

HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation)—半實物仿真(即硬體在環仿真)

當新型控制系統設計結束,並已製成產品型控制器,需要在閉環下對其進行詳細測試。但由於種種原因如:極限測試、失效測試,或在真實環境中測試費用較昂貴等,使測試難以進行,例如:在積雪覆蓋的路面上進行汽車防抱死裝置( ABS )控制器的小摩擦測試就只能在冬季有雪的天氣進行;有時為了縮短開發周期,甚至希望在控制器運行環境不存在的情況下(如:控制對象與控制器並行開發),對其進行測試。 dSPACE 實時仿真系統的 HIL 仿真將助您解決這一問題。

dSPACE開發流程

開發人員在進行控制系統開發時,常常需要同時面臨許多難以解決的問題,而開發的時間卻要求愈來愈緊迫。因此,只有高度集成的系統才能滿足這一切要求, dSPACE 系統設計不僅僅是進行控制方案的設計和離線仿真,還包括實時快速控制原型、已驗證的設計向產品型控制器的轉換和硬體在迴路測試。 dSPACE 為 RCP 和 HILS 提供了一套計算機輔助控制系統設計的工具 -CDP ( Control Development Package )。 CDP 主要基於下列工具:

MathWorks 公司 Simulink :用來進行基於方框圖的離線仿真
MathWorks 公司 Real-Time-Workshop: 用來從方框圖生成 C 代碼
dSPACE 公司 Real-Time Interface (RTI): 用來產生與硬體系統相關的代碼,使代碼可以在單處理器 / 多處理器目標系統中運行
dSPACE 系列軟體工具:用來對閉環試驗進行互動操作(自動/手動)

利用 CDP ,可以完成從系統建模、分析、離線仿真直到實時仿真的全過程,可使開發人員全神貫注於控制方案的構思而不必再在瑣碎的雜務上花費相當多的時間,從而可以大大縮短開發周期。

dSPACE系統特點

dSPACE 系統具有高度的集成性和模組性,允許用戶根據需求來組建用戶系統,無論是軟體還是硬體, dSPACE 都提供了多項選擇。 dSPACE 擁有單板系統及組件系統以及眾多的 I/O 接口模板,可以滿足大多數工程套用。 dSPACE 系統基於圖形開發界面,免去了開發人員手工編程調試的繁雜而又易於出錯的工作。 dSPACE 產品包括軟體和硬體兩部分,其主要軟體有 RTI 、 ControlDesk 、 TargetLink 等。

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