伺服系統廣泛應用于航空航天、兵器、船舶、工業自動化等領域,隨著伺服系統交流化、數字化、集成化的發展趨勢,提高伺服系統的開發效率顯得尤其重要。傳統的伺服系統開發設計主要由需求分析、設計、實現及測試驗證四個階段組成,各個階段相對獨立,可能會在早期會引入較多的設計缺陷,需進行迭代設計,必然會提升伺服系統開發周期及成本。采用基于模型設計(Model Based Design,MBD)的伺服系統設計驗證流程解決方案,能夠大大提高開發效率并有效地降低成本。
解決方案
伺服系統設計驗證流程解決方案,將傳統開發流程中的四個相互割列的階段有機地結合起來,從需求分析階段就開始驗證與測試,讓工程師把主要精力投入到算法和測試用例的研究上,讓計算機完成嵌入式實時C代碼自動生成,加快軟硬件的開始效率。伺服系統的MBD的開發流程如下圖所示:
MBD方法提供了伺服控制系統開發過程中的四個關鍵要素:對象建模、控制器分析和綜合、對象和控制器仿真及控制器產品集成。
模型是對被控對象和控制系統的統一描述,它通過數學仿真進行設計,在各階段不斷完善系統模型,保證各階段工作的一致性。基于模型的設計能夠快速地完成設計迭代,完整的算法模型可以通過自動代碼生成產品實現。因此,基于模型的設計能夠降低設計中的錯誤、降低成本、減少重復工作。
在控制系統設計階段,可以協助客戶建立伺服系統模型,并通過系統辨識的方法提高模型的有效性
在得到與實物吻合的被控對象模型后,可以針對不同控制任務和性能指標進行控制律設計和優化
可以通過RCP(快速控制原型)和HIL(硬件在回路)等半實物仿真技術有效驗證伺服控制器的功能和性能,并有效提高控制系統的開發和調試效率
主要特點:
有效隔離控制算法邏輯錯誤和控制器硬件錯誤,實現錯誤快速定位,加快系統調試進度,節省開發成本
便捷的數據采集平臺,采集伺服系統中的輸入輸出數據用于系統辨識或控制結果分析
快捷的在線調參環境,實時顯示控制結果,避免了反復從硬件中采集控制結果的繁復操作,提高控制律參數整定效率
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