很實(shí)用的一個(gè)仿真控制學(xué)些方案
概念 快速控制原型設(shè)計(jì)（Rapid Control Prototyping）是一個(gè)在原型硬件上校準(zhǔn)控制算法的過(guò)程，快速控制原型平臺(tái)通常提供了一種方法來(lái)導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型，并在與實(shí)際I/O連接的基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的控制器上運(yùn)行這些數(shù)學(xué)模型。快速控制原型設(shè)計(jì)是一種快速方便驗(yàn)證控制算法的方法，用戶(hù)可以實(shí)時(shí)地在硬件上測(cè)試算法，為檢測(cè)程序設(shè)計(jì)節(jié)省大量時(shí)間以及專(zhuān)注創(chuàng)新提高效率。下圖是一個(gè)典型的RCP階段框圖，也稱(chēng)為V型圖。
第一階段為仿真和控制算法設(shè)計(jì)，主要利用離線仿真工具來(lái)仿真受控系統(tǒng)，研究與設(shè)計(jì)控制算法與控制策略。并進(jìn)行離線仿真，驗(yàn)證控制算法與系統(tǒng)工作狀態(tài)。 第二個(gè)階段為快速原型設(shè)計(jì)，主要是指完成原型控制器的設(shè)計(jì)與制作，包含了硬件接口等。 第三個(gè)階段為部署控制算法，主要指將控制算法在原型控制器上實(shí)現(xiàn)。 第四個(gè)階段為硬件在環(huán)測(cè)試，原型控制器+控制算法實(shí)現(xiàn)后需要進(jìn)行功能性和正確性的驗(yàn)證，此時(shí)需要用一個(gè)實(shí)時(shí)仿真器來(lái)仿真真實(shí)的系統(tǒng)，然后用原型控制器和實(shí)時(shí)仿真器構(gòu)成閉環(huán)，測(cè)試控制器的準(zhǔn)確性，以及故障工況下控制器是否正常工作。這一步在把控制器直接接入真實(shí)系統(tǒng)前是必不可少的。 第五個(gè)階段是系統(tǒng)測(cè)試，完成硬件在環(huán)測(cè)試后，可以將控制器直接接入真實(shí)系統(tǒng)，驗(yàn)證其功能性與正確性。 這五步完成后便完成了RCP的流程，可以量產(chǎn)控制器了。由此可以見(jiàn)其中非常重要的環(huán)節(jié)是快速原型控制器。 研究背景 在控制器的研發(fā)和生產(chǎn)中，傳統(tǒng)基于DSP芯片自制PCB控制板的開(kāi)發(fā)方式存在周期長(zhǎng)，自制硬件可靠性差等問(wèn)題。快速控制原型（Rapid Control Prototyping）作為一種高效的研發(fā)工具，能夠幫助科研人員更快地做好原型開(kāi)發(fā)和算法驗(yàn)證，能更好地保證質(zhì)量并縮短研發(fā)的周期，在節(jié)省成本的同時(shí)加速成果的產(chǎn)出。快速控制原型系統(tǒng)在新能源領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)和應(yīng)用潛力，比如逆變器的控制系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制器研發(fā)，微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理，儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制等等。也能夠運(yùn)用在電動(dòng)汽車(chē)中，比如電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器研發(fā)（MCU），汽車(chē)主控系統(tǒng)的研發(fā)與測(cè)試（VCU）等等。對(duì)工程人員設(shè)計(jì)與優(yōu)化控制算法，提高系統(tǒng)性能，縮短研發(fā)周期有很大的幫助。 遠(yuǎn)寬能源快速控制原型平臺(tái) 遠(yuǎn)寬能源提供了一套基于PXI平臺(tái)的快速原型控制系統(tǒng)，可以完成算法快速部署，調(diào)試等內(nèi)容，幫助設(shè)計(jì)者新的控制思路(方法)能在實(shí)時(shí)硬件上方便而快捷地進(jìn)行測(cè)試。該平臺(tái)有如下特點(diǎn)： - 易于部署：快速高效部署控制算法，減少二次開(kāi)發(fā)負(fù)擔(dān)。
- 易于聯(lián)調(diào)：方便的與被控對(duì)象進(jìn)行連接，快速發(fā)現(xiàn)控制算法中存在的問(wèn)題。
- 應(yīng)用廣泛：配置強(qiáng)大的運(yùn)算器與FPGA接口，資源豐富，適用多種應(yīng)用方向。
遠(yuǎn)寬能源的RCP平臺(tái)可以幫助用戶(hù)把圖形化的高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的控制算法（Simulink或LabVIEW）下載到原型控制器上，節(jié)省在嵌入式芯片上重新編寫(xiě)和實(shí)現(xiàn)算法的過(guò)程；同時(shí)通過(guò)現(xiàn)成的硬件IO和實(shí)物被控對(duì)象(電機(jī)，變頻器等)對(duì)接起來(lái)進(jìn)行閉環(huán)控制，即可以加快項(xiàng)目周期，在一個(gè)驗(yàn)證過(guò)的硬件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，也可以隔離開(kāi)發(fā)過(guò)程中的軟硬件問(wèn)題；同時(shí)StarSim RCP軟件可以讓用戶(hù)很方便的在上位機(jī)觀測(cè)實(shí)時(shí)控制器上的各種變量和波形，可以節(jié)省用戶(hù)編寫(xiě)上位界面的時(shí)間與精力，讓用戶(hù)把精力放在核心的控制算法的實(shí)現(xiàn)和調(diào)試上。
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