半实物仿真简介

半实物仿真平台简介2.1组成半实物仿真平台主要由主控计算机、仿真计算机、控制计算机（原型机）、A/D接口、D/A接口及相关能源设备、记录设备等组成，如图1所示。其中被控对象采用数学仿真，由dSPACE仿真计算机通过软件实现；控制计算机用仿真实物实现，即用dSPACE标准组件作为控制计算机的快速原型机，实现控制计算机功能；仿真计算机通过A/D、D/A等输入输出口与控制系统实物相互，实现数字控制器与外界设备的信息交换。输入和输出信息分别从转接口和dSPACE引出，通过记录仪进行记录。2.2主控计算机主控计算机是整个仿真系统的上位机，采用有多个ISA总线的工控机，安装MATLAB6.5系列软件、dSPACE软件，用于构建控制系统Simulink框图、进行系统参数优化和数字仿真、控制仿真过程、编译下载仿真软件、输入输出仿真结果等。根据控制系统设计和建模结果，利用MATLAB/Simulink构建系统数字仿真框图，进行数字仿真和控制参数优化。在数字仿真的基础上，利用dSPACE提供的RTI软件，将被控对象的Simulink框图生成实时代码并自动下载到dSPACE仿真计算机中；将控制器控制方程的Simulink框图生成实时代码并自动下载到dSPACE快速原型机中。用dSPACE提供的综合试验与测试环境软件ControlDesk、自动实验及参数调整软件MLIB/MTRACE、PC与实时处理器通信软件CLIB以及实时动画软件RealMotion等实现试制和参数测量。该软件环境可以方便地实成、下载和试验调试等工作。2.3仿真计算机用dSPACE标准组件系统DS1005PPC处理器板作为仿真计算机，用以模拟被控对象。DS1005PPC处理器与主控机之间用光缆连接交换数据。DS1005PPC板主频480MHz；片内数缓存均为32KwordS；通过32位PHS总16块I/O板，通过ISA总线与主机进行并具有相当强的计算能力。由于PHS总线实时应用设计，所以它不存在其他外部传输协议的总线所存在的内含软件问题。2.4控制原型机在数字控制系统的控制计算机实物以前，dSPACE提供了良好的仿真实物。dSPACE单板系统DS1103控制器板作为用来实现控制器的控制算法。DS1103板卡把处理器和I/O集成到一块板子上，形成一个完整的实时仿真系统。使用时将DS1103插到主控计算机ISA槽，通过ISA总线与主控机和仿真机交换数据。用这种板卡作为控制计算机的原型机可以完全模拟数字控制算法，大大缩短研制周期。2.5输入输出接口为了满足半实物仿真需要，采用了D转换板和DS2103D/A转换板与实物相连术特性如表1和表2所示。这种板卡具有精度，能真实有效地传递数模信号，不会统带来误差。