dSPACE實時仿真系統

dSPACE簡介

　　dSPACE實時仿真系統是由德國dSPACE公司開發的一套基于MATLAB/Simulink的控制系統開發及半實物仿真的軟硬件工作平臺，實現了和MATLAB/Simulink/RTW的完全無縫連接。dSPACE實時系統擁有實時性強，可靠性高，擴充性好等優點。dSPACE硬件系統中的處理器具有高速的計算能力，并配備了豐富的I/O支持，用戶可以根據需要進行組合；軟件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軟硬件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臺。

　　實現快速控制原型和硬件在回路仿真

　　1.RCP(Rapid Control Prototyping)—快速控制原型

　　要實現快速控制原型，必須有集成良好便于使用的建模、設計、離線仿真、實時開發及測試工具。 dSPACE實時系統允許反復修改模型設計，進行離線及實時仿真。這樣，就可以將錯誤及不當之處消除于設計初期，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；在最終產品硬件投產之前，仔細研究諸如離散化及采樣頻率等的影響、算法的性能等問題。通過將快速原型硬件系統與所要控制的實際設備相連，可以反復研究使用不同傳感器及驅動機構時系統的性能特征。而且，還可以利用旁路(BYPASS)技術將原型電控單元(ECU：Electronic Control Unit)或控制器集成于開發過程中，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，只需鼠標輕輕一點，就可以完成設計的修改。

　　3.HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation)—半實物仿真

　　當新型控制系統設計結束，并已制成產品型控制器，需要在閉環下對其進行詳細測試。但由于種種原因如：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：控制對象與控制器并行開發)，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件在回路測試。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( ontrol Development Package)。CDP主要基于下列工具：

　　MathWorks公司Simulink：用來進行基于方框圖的離線仿真

　　MathWorks公司Real-Time-Workshop: 用來從方框圖生成C代碼

　　dSPACE公司Real-Time Interface(RTI): 用來產生與硬件系統相關的代碼，使代碼可以在單處理器 / 多處理器目標系統中運行

　　dSPACE系列軟件工具：用來對閉環試驗進行交互操作(自動/手動)

　　可以將錯誤及不當之處消除于設計初期，使設計修改費用減至最小。

　　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于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塊性，允許用戶根據需求來組建用戶系統，無論是軟件還是硬件，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應用。dSPACE系統基于圖形開發界面，免去了開發人員手工編程調試的繁雜而又易于出錯的工作。dSPACE產品包括軟件和硬件兩部分，其主要軟件有RTI、ControlDesk、TargetLink等。