控制系统设计仿真测试解决方案

    1．概述

    在现代控制系统的设计实践中，随着算法复杂度的提升，控制精度的提高，传统的控制器设计方法已经越来越难以满足需要了。经典的试凑法和经验参数法在面对大型的控制系统时显得力不从心，而快速控制原型（RapidControlPrototyping）和半实物仿真（Semi-PhysicalSimulation）等新型控制设计方法逐渐崭露头角，在当今的控制系统设计过程中扮演了重要的角色。

    2．系统架构

    航天捷越提供的控制系统设计、仿真和测试方案基于我们代理的加拿大Quanser公司QStudioRP平台。

    QStudioRP基于Matlab\Simulink\RTW软件，在标准的Simulink编程环境下搭建通用的控制系统框图。其内核采用美国Ardence公司的Windows实时扩展软件RTX，在普通的PC机上可以达到10KHz的仿真和控制频率，能够满足几乎所有机电设备控制系统半实物仿真的需要。

    QStudioRP支持一体机及分布式架构，提供了基于标准数据接口的通用外围接口板，可以与任意的被控实物组合，构成半实物仿真系统平台。

    （1）硬件平台

    基于X86架构的高性能PC机(推荐多核架构或者多处理器架构)

    Quanser公司提供Q8/Q4系列HIL半实物仿真控制板卡及其他接口卡

    Quanser公司提供的或者由客户自己被控设备

    （2）软硬件平台

    Windows2000/XP/2003操作系统

    VisualStudio系列编程开发环境

    ArdenceRTX通用实时系统

    Matlab/Simulink/RTW

    3．系统功能

    ●快速控制原型

    快速控制原型广泛应用于航空航天、汽车、工业控制等重要领域。其核心是采用先进的控制系统建模工具，使用通用的数字单板计算机代替实际的控制器，以便对控制算法进行快速的验证和测试，在设计阶段发现问题。快速控制原型使得控制系统的工程师可以在控制器设计之初即能较快的对控制器模型进行优化和参数调节，避免了在实物控制阶段调节控制算法的繁琐程序及修改过程，节约了时间成本，并避免了不完善的控制算法带来的对实际控制对象的潜在损害。

    ●半实物仿真

    半实物仿真又称硬件在回路中的仿真或硬件在环仿真（Hardware-in-the-LoopSimulation），是指将实物硬件嵌入仿真系统的实时动态仿真技术。它与一般的动态仿真的主要区别在于：前者需要采用实时仿真算法使系统各部件同步运转而后者无此要求。

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