快速控制原型仿真技术应用

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1、万方数据航天控制Apr．2009·72．AerospaceControlV01．27，No．2快速控制原型仿真技术应用杨向忠1安锦文1崔文革21．西北工业大学自动化学院，陕西西安7100722．北京恒润科技，北京100101摘要快速控制原型技术在汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。快速控制原型技术改变了传统设计方法，提高了系统开发效率，降低了系统开发费用。采用基于PC构造的快速原型系统，造价低、硬件开放性好。本文介绍了基于xPC的快速控制原型开发方法，构造了采用xPC的分布式仿真构架。最后，通过一个具体的实例

2、，说明快速控制原型技术在产品研制过程中的应用。关键词快速控制原型；航天；应用；xPC；分布式仿真中图分类号：TP391．1文献标识码：A文章编号：1006—3242(2009)02-0072-04TheApplicationonRapidControlPrototypingSimulationYANGXiangzhon91ANJinwenlCUIWenge21．NorthwesternPolytechnicalUniversitySchoolofAutomation，Xi’an710072，China2．Hir

3、ainTech．Co．，Beijing100101，ChinaAbstractRapidcontrolprototyping(RCP)technologyiswidelyusedinautomotiveandaerospaceindus—tries．RCPchangestraditionaldesignprocess50astoprovidetheabilitytoimprovetheefficiencyofsystemdevelopmentandtoreducethecostindevelopingproce

4、ss．TheRCPsystembasedonPCismorereputableforitslowpriceandgoodopenstructureinhardware．ThedesignmethodofRCPbasedOlgxPCisintroducedinthepaper，andthenthexPCdistributedsimulationsystemisprovidedaswell．Finally，anexampleonRCPisgiventodescribetheapplicationofRCPonpro

5、ductdevelopingprocess．KeywordsRapidcontrolprototyping；Aerospace；Application；xPC；Distributedsimulation在各类控制系统设计开发过程中，已广泛应用系统仿真技术。但在传统开发流程中，由于系统开发前期缺少有效的实时验证手段，设计师不得不等到系统硬件完成后，才能对软件进行验证。这样做不仅周期长，而且系统硬件完成后，为纠正暴露出来的问题，付出的代价也是非常昂贵的。图1给出了缺陷引入与费用变化的关系。可以看出，在系统设计早期会

6、引入较多的缺陷，图1缺陷与费用的关系修复费用较少。在系统设计后期，缺陷较少，但修复缺陷的费用却很高。收稿日期：2008-03-05作者简介：杨向忠(1967一)，男，陕西西安人，博士研究生，主要研究方向为控制相关领域的仿真、设计、嵌入式开发；安锦文(1942一)，女，北京人，博士生导师，主要研究方向为导航、制导与控制；崔文革(1968一)，男，吉林延吉人，硕士，主要研究方向为控制相关领域的仿真、设计、嵌入式开发。万方数据第27卷第2期杨向忠等：快速控制原型仿真技术应用-73·随着仿真技术的发展，引入了新的设计理

7、念，出现了快速控制原型(RCP，RapidControlPrototyping)的概念。设计师不再需要等待系统硬件完成后，才能对算法进行验证，可以通过快速控制原型实现算法测试。早期快速原型系统通常采用内部使用的硬件系统或原型产品，费用较高，通用性不好。快速控制原型技术作为对控制算法的验证手段，在国内外得到了广泛的应用。由于快速控制原型在开发效率、开发速度上的优势，这一技术在汽车、航空航天领域得到更多的推崇。快速原型硬件平台也逐步通用化，诞生了大量的实时仿真设备，支持系统快速控制原型的开发。在国外，dSPACE，

8、ConCurrent，RT—LAB，xPC等实时仿真产品在汽车、航空航天国防等领域有很多应用实例。目前这些产品在国内也是业内普遍认可的成熟实时仿真产品。其中xPC是一款基于PC的快速控制原型和硬件在回路(HIL)实时系统。xPC系统造价低，硬件采用PC，开放性好，得到越来越多的青睐。美国在研制战斧式巡航导弹的过程中，采用xPC构造了地面功能测试系统(简称FGT)，先后进行了27次地面功