DSPACE应用简介

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1、dSPACE实时仿真平台软件环境及应用一、dSPACE简介dSPACE实时仿真系统是由德国dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统在实时环境下的开发及测试工作平台，实现了和MATLAB/Simulink的无缝连接。dSPACE实时系统由两大部分组成，一是硬件系统，二是软件环境。其中硬件系统的主要特点是具有高速计算能力，包括处理器和I/O接口等；软件环境可以方便地实现代码生成/下载和试验调试等工作。dSPACE具有强大的功能，可以很好地完成控制算法的设计、测试和实现，并为这一套并行工程提供了一

2、个良好的环境。dSPACE的开发思路是将系统或产品开发诸功能与过程的集成和一体化，即从一个产品的概念设计到数学分析和仿真，从实时仿真实验到实验结果的监控和调节都可以集成到一套平台中来完成。dSPACE的软件环境主要由两大部分组成，一部分是实时代码的生成和下载软件RTI（Real-TimeInterface），它是连接dSPACE统与MATLAB/Simulink纽带，通过对RTW（Real-TimeWorkshop）进行扩展，可以实现从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的自动下载。另一部分为测试软件，其中包含

3、了综合实验与测试环境（软件）ControlDesk、自动试验及参数调整软件MLIB/MTRACE、PC与实时处理器通信软件CLIB以及实时动画软件RealMotion等。二、dSPACE的优点dSPACE实时仿真系统具有许多其它仿真系统具有的无法比拟的优点：1、dSPACE组合性很强。2、dSPACE的过渡性和快速性好。由于dSPACE和MATLAB的无缝连接，使MATLAB用户可以轻松掌握dSPACE的使用，方便地从非实时分析、设计过渡到实时的分析和设计上来，大大节省了时间和费用。3、性能价格比高。dSPACE是一个

4、操作平台，它可用于许多产品的开发或实时仿真测试，而不是一物一用。dSPACE是基于PC机的Windows操作系统，dSPACE实时系统与主机的硬件接口使用标准ISA总线，从而避免用户再投资别的设备。4、实时性好、可靠性高。基于这些优点，dSPACE已广泛应用于航空航天、发动机、机器人及工业控制领域。也正是由于dSPACE这些优点的存在，使得控制系统的开发、产品型控制器的仿真测试变得更加方便易行，大大加快了新产品的研制速度，也使控制算法及仿真测试方案的研究进入更高的境界。 三、dSPACE软件环境介绍3.1代码的生成及

5、下载软件描述控制系统的C代码可以由Simulink方框图自动生成并下载到实时系统硬件中，这项工作主要由MATLAB/RTW与dSPACE系统中的RTI来完成。RTI的使用方法就是用图形方式从dSPACE的RTI库中选定相应的I/O模型，将其拖放到用Simulink搭建的系统模型方框图中，并指定I/O参数以完成对它的选定，选定后，只要用鼠标点击一下对话框中的Build命令，RTI就会自动编译、下载并启动实时模型。另外，RTI还根据信号和参数产生一个变量文件，可以用dSPACE的试验工具软件如ControlDesk来进行变量

6、的访问。当仿真系统比较复杂时，就需要RTI－MP的帮助以完成多处理器系统的设计并建立多处理器网络结构。3.2测试软件dSPACE提供的测试软件主要有：ControlDesk综合实验环境、MLIB/MTRACE实现自动试验及参数调整软件。1、ControlDeskControlDesk是dSPACE公司开发的新一代综合试验和测试软件工具，提供对试验过程的综合管理，它可实现的功能包括：1)对实时硬件的可视化管理2)用户虚拟仪表的建立3)变量的可视化管理4)参数的可视化管理5)试验过程的自动化2、MLIB/MTRACE利用ML

7、IB和MTRACE，可以大大增强dSPACE实时系统的自动试验能力。使用这两个库可以在不中断试验的情况下从MATLAB直接访问dSPACE板上运行的应用程序中的变量。甚至无需知道变量的地址，有变量名就足够了。这样就可以利用MATLAB的数字计算及图形能力进行顺序自动测试、数据记录和控制参数的优化。MLIB和MTRACE联合使用可组成一个完美的整体。有MATLAB强大的计算能力做支持，可以自动执行所能想到的任何试验。比如控制器的优化：用MTRACE记录数据，然后将数据传送给MATLAB。MATLAB自动计算出新的控制器参数

8、，并通过MLIB送回处理器板或控制板，示意图如下图所示：总之，dSPACE是进行基于Simulink模型半实物仿真和实时控制的首选工具，利用以上软件工具可以完成从系统建模、分析、离线仿真到实时仿真的全过程如下图1所示。四、dSPACE硬件体系介绍dSPACE的硬件体系主要有以下几个部分构成：1、单板系统单板系统主要由