【dSPACE】从0开启dSPACE之路（1）dSPACE功能及其组件介绍
實驗室有一套dSPACE，小東西30w可不能當擺設呀！！
從0開啟dSPACE之路（1）
dSPACE功能及其組件介紹dSPACE功能及組件介紹
目錄
- 從0開啟dSPACE之路（1）
- dSPACE名詞解釋
- dSPACE介紹
- dSPACE系統(tǒng)產(chǎn)生的意義
- dSPACE的功能
- dSPACE組件
- dSPACE實現(xiàn)軟件組件
- dSPACE實驗軟件組件
- dSPACE硬件組件
- dSPACE開發(fā)流程
- Step 1 在Matlab/Simulink中搭建控制模型
- Step 2 采用RTI庫進行替換
- Step 3 采用RTI進行編譯及下載
- Step4 試驗
- 開發(fā)流程圖
dSPACE名詞解釋
-
dSPACE:digital Signal Processing and Control Engineering -數(shù)字信號處理和控制工程
-
DSP:Digital Signal Process -數(shù)字信號處理
-
ECU:Electronic Control Unit -電控單元
-
RCP:Rapid Control Prototyping -快速控制原型
在開發(fā)的初期階段，快速地建立控制對象及控制器模型，并對整個控制系統(tǒng)進行多次的、離線的及在線的試驗來驗證控制系
統(tǒng)軟、硬件方案的可行性。這個過程我們稱之為快速控制原型（RCP）。這個過程就是等同于在simulink中搭建了模型，然后離線仿真。
RCP中dSPACE實現(xiàn)了控制器的作用。
-
HILS:Hardware in the Loop Simulation -硬件在回路仿真
在完成控制器設計后，在投放市場前必須對其進行詳細的測試。如果按傳統(tǒng)的測試方法，用真實的對象或環(huán)境進行測試，無論是人員、設備還是資金都需要較大的投入，而且周期長，不能進行極限條件下的測試，試驗的可重復性差，所得測試結果可記錄性及可分析性都較差。現(xiàn)在普遍采用的方法是：在產(chǎn)品上市之前，采用真實的控制器，被控對象或者系統(tǒng)運行環(huán)境部分采用實際的物體，部分采用實時數(shù)字模型來模擬，進行整個系統(tǒng)的仿真測試，這個過程我們稱之為硬件在回路仿真（HILS）。
HILS中dSPACE實現(xiàn)了某一設備或環(huán)境。
-
RTI：Real Time Interface -實時交互 從方框圖自動生成代碼并下載
RTI 是連接dSPACE 實時系統(tǒng)與軟件開發(fā)工具MATLAB/Simulink 之紐帶。利用這些框圖無需編寫任何代碼就能完成包括I/O 接口及初始化過程的全部設置。同時通過對RTW 進行擴展，可實現(xiàn)從Simulink 模型到dSPACE 實時硬件代碼的無縫自動下載。這使用戶完全致力于實際設計過程并能迅速完成設計的更改，費力的手工編程已成為過去。
RTI就是對Simulink中的一個庫里面包含了很多的元件，用于替換原來Simulink的I/O口，實現(xiàn)和真實系統(tǒng)連接。
-
RTW:Real Time Workshop -實時工作臺 從Smulink方框圖自動生成c代碼
RTW 與dSPACE 的RTI聯(lián)合可完成從方框圖到dSPACE 實時硬件的無縫轉換。
RTW的作用就是把Simulink的方框圖自動編程為c語言代碼下載到硬件中，便于后面執(zhí)行。
-
CDP：Control Development Package 計算機輔助控制系統(tǒng)工具包
包含下列工具:
- MATLAB
- Simulink
- RTW(Real Time Workshop)
- RTI(Real Time Interface)
- 交互工具 ControlDesk
利用CDP就可以完成從系統(tǒng)建模，分析，離線仿真知道實時仿真的全過程。
dSPACE介紹
dSPACE系統(tǒng)產(chǎn)生的意義
? 硏究者在進行控制算法硏究時，需要一個方便而又快捷方法對其進行驗證。基于實時的硬件平臺，實現(xiàn)用 MATLAB/ Simulink開發(fā)的控制算法，并且對控制算法實時在線調(diào)試，可以很快地進行反復設計，反復試驗直到找到理想的控制方案。
? 因此，開發(fā)一個實時硬件測試平臺，具有重要意義對一些大型的科研應用項目，如果完全遵循過去的開發(fā)過程，由于開發(fā)過程中會有軟件的更改、控制器存在缺陷、硬件環(huán)境的不可靠等不明因素的存在，使得項目周期長、費用高，甚至還可能導致項目的失敗。
? 因此，在開發(fā)的初期階段就引入各種試驗手段，并有可靠性高的實時軟/硬件環(huán)境做支持，有助于科研的研究，達到事半功倍的效果。
? 另外，當產(chǎn)品型控制器生產(chǎn)出來后，由于控制對象可能還處于研制階段，或者控制對象很難得到，這就需要找到合適的方法能在早期對立地完成對控制器進行測試。
? 這些問題概括為兩種：快速控制原型（RCP）和硬件在回路仿真（HILS）。
dSPACE的功能
dSPACE實時仿真系統(tǒng)是由dSPACE公司開發(fā)的一套基于MATLAB/Simulink 的控制系統(tǒng)開發(fā)及測試的工作平臺，實現(xiàn)了和MATLAB/Simulink 的完全無縫連接。dSPACE 實時系統(tǒng)擁有具有高速計算能力的硬件系統(tǒng)，包括處理器、I/O 等，還擁有方便易用的實現(xiàn)代碼生成/下載和試驗/調(diào)試的軟件環(huán)境。這樣，在dSPACE 強大能力的支持下，就可以很好地解決實時硬件測試的問題：
dSPACE組件
? dSPACE完整的系統(tǒng)包含軟件組件和硬件組件
dSPACE實現(xiàn)軟件組件
-
Matlab/Simulink/RTW
-
RTI
-
編譯器 DS1103 DS1104 DS1005 C編譯器
包含匯編工具，運行庫，高效的c優(yōu)化工具
將Simulink中的圖形化語言編譯為c語言，硬件識別后運行
dSPACE實驗軟件組件
-
ControlDesk
ControlDesk 是dSPACE 開發(fā)的新一代實驗工具軟件。雖然控制器的開發(fā)及仿真模型的建立使用的是MATLAB/SIMULINK，但是，一旦模型已經(jīng)通過RTI 實現(xiàn)并下載到實時硬件中，余下的工作就由ControlDesk 來完成。
當用戶使用d SPACE的RTI軟件完成建模并用RTW產(chǎn)生可執(zhí)行目標代碼及**系統(tǒng)描述文件(*.sdf)**后，就可以將實時代碼的下載、信號監(jiān)視及參數(shù)調(diào)整任務交由Control Desk軟件來完成。
ControlDesk就開始接管實驗啦！后續(xù)的操作都在這個軟件上進行了！
功能：
-
對實時硬件的圖形化管理
Control Desk可以方便對硬件進行注冊和管理，并利用Windows拖放方式方便的完成目標程序的下載，用START和STOP來控制實時程序的啟動和停止。
-
用戶虛擬儀表的建立
用戶可以從儀表庫中采用拖放方式建立所需的虛擬儀表，通過建立的虛擬儀表與實時程序進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換、跟蹤實時曲線、完成在線修改參數(shù)，并能記錄實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)回放等。
-
變量的可視化管理
Control Desk 可以以圖形方式訪問 RTI 生成的變量文件（*.par），通過拖放操作在變量和虛擬儀表之間建立聯(lián)系，除了訪問一般變量外，還可以訪問諸如采樣時間、中斷優(yōu)先級、程序執(zhí)行時間的等其他與實時操作相關的變量。
dSPACE硬件組件
? dSPACE針對不同的用戶需求，分為智能化單板系統(tǒng)和標準組件系統(tǒng)兩種可供選擇的硬件方案
-
智能化單板系統(tǒng)
dSPACE的單板系統(tǒng)有DS1103和DS1104兩種型號，DS1103 PPC控制器板是目前所有單板系統(tǒng)中功能最強大、I/O最豐富的開發(fā)系統(tǒng)，其價格比DS1104 PPC控制器板要高。智能化單板系統(tǒng)使得RCP更加方便易行。
-
標準組件系統(tǒng)
dSPACE標準組件系統(tǒng)以DS1005或DS1006為核心構造，每個dSPACE標準組件板都至少配置了一塊處理器板。
dSPACE開發(fā)流程
Step 1 在Matlab/Simulink中搭建控制模型
? 這個過程就是在simulink中搭建仿真模型，進行模擬的實驗。
Step 2 采用RTI庫進行替換
? 把step1中simulink仿真中與實物相連接的部分采用RTI庫中的模塊進行替換，就是用硬件接口關系代替原有的邏輯上的虛擬的接口。
? 這樣就把simulink中的控制部分和實物部分連接了起來，例如逆變器、電機。
Step 3 采用RTI進行編譯及下載
? step2完成后，還是停留在simulink的框圖上，step3是利用RTW工具自動把你用simulink搭出來的框圖，采用RTW Build將圖形化的語言轉化為外部硬件能理解的c語言。實時代碼生成到實時硬件中。
Step4 試驗
? 利用dSPACE實驗工具進行實驗過程中的交互操作
開發(fā)流程圖
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【dSPACE】从0开启dSPACE之路（1）dSPACE功能及其组件介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 机器人设备调试手册
- 下一篇： 计算机专业考研英语二国家线多少分,考研分