dspace实时仿真系统应用

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1、该系统以快速控制原型（即用虚拟控制器控制实际对象的一种半实物仿真技术）检验设计，可排除大多数早期设计中引入的错误和缺陷，降低项目的技术风险；以硬件在回路仿真测试（即用实际控制器控制虚拟对象的一种半实物仿真技术），可实现模拟真实环境进行极限测试、失效测试等，大大节约了测试费用，缩短了测试周期。一、dSPACE实时仿真系统简介dSPACE实时仿真系统是由德国dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及半实物仿真的软硬件工作平台，实现了和MATLAB/Simulink/RTW的完全无缝连接。dSPACE实时系统拥有实时性强，可靠性高，扩充性好

2、等优点。dSPACE硬件系统中的处理器具有高速的计算能力，并配备了丰富的I/O支持，用户可以根据需要进行组合；软件环境的功能强大且使用方便，包括实现代码自动生成/下载和试验/调试的整套工具。dSPACE软硬件目前已经成为进行快速控制原型验证和半实物仿真的首选实时平台。　　　　RCP(RapidControlPrototyping)—快速控制原型　　要实现快速控制原型，必须有集成良好便于使用的建模、设计、离线仿真、实时开发及测试工具。dSPACE实时系统允许反复修改模型设计，进行离线及实时仿真。这样，就可以将错误及不当之处消除于设计初期，使设计修改费用减至最小。　　使用

3、RCP技术，可以在费用和性能之间进行折衷；在最终产品硬件投产之前，仔细研究诸如离散化及采样频率等的影响、算法的性能等问题。通过将快速原型硬件系统与所要控制的实际设备相连，可以反复研究使用不同传感器及驱动机构时系统的性能特征。而且，还可以利用旁路（BYPASS）技术将原型电控单元（ECU：ElectronicControlUnit）或控制器集成于开发过程中，从而逐步完成从原型控制器到产品型控制器的顺利转换。RCP的关键是代码的自动生成和下载，只需鼠标轻轻一点，就可以完成设计的修改。　　HILS(Hardware-in-the-LoopSimulation)—半实物仿真　

4、　当新型控制系统设计结束，并已制成产品型控制器，需要在闭环下对其进行详细测试。但由于种种原因如：极限测试、失效测试，或在真实环境中测试费用较昂贵等，使测试难以进行，例如：在积雪覆盖的路面上进行汽车防抱死装置（ABS）控制器的小摩擦测试就只能在冬季有雪的天气进行；有时为了缩短开发周期，甚至希望在控制器运行环境不存在的情况下（如：控制对象与控制器并行开发），对其进行测试。dSPACE实时仿真系统的HIL仿真将助您解决这一问题。　　dSPACE开发流程　　开发人员在进行控制系统开发时，常常需要同时面临许多难以解决的问题，而开发的时间却要求愈来愈紧迫。因此，只有高度集成的系统

5、才能满足这一切要求，dSPACE系统设计不仅仅是进行控制方案的设计和离线仿真，还包括实时快速控制原型、已验证的设计向产品型控制器的转换和硬件在回路测试。dSPACE为RCP和HILS提供了一套计算机辅助控制系统设计的工具-CDP（ControlDevelopmentPackage）。CDP主要基于下列工具：1）MathWorks公司Simulink：用来进行基于方框图的离线仿真；2）MathWorks公司Real-Time-Workshop:用来从方框图生成C代码；3）dSPACE公司Real-TimeInterface(RTI):用来产生与硬件系统相关的代码，使代码

6、可以在单处理器/多处理器目标系统中运行；1）dSPACE系列软件工具：用来对闭环试验进行交互操作(自动/手动)。　　利用CDP，可以完成从系统建模、分析、离线仿真直到实时仿真的全过程，可使开发人员全神贯注于控制方案的构思而不必再在琐碎的杂务上花费相当多的时间，从而可以大大缩短开发周期。　　dSPACE系统特点　　dSPACE系统具有高度的集成性和模块性，允许用户根据需求来组建用户系统，无论是软件还是硬件，dSPACE都提供了多项选择。dSPACE拥有单板系统及组件系统以及众多的I/O接口模板，可以满足大多数工程应用。dSPACE系统基于图形开发界面，免去了开发人员手工

7、编程调试的繁杂而又易于出错的工作。dSPACE产品包括软件和硬件两部分，其主要软件有RTI、ControlDesk、TargetLink等。二、dSPACE实时仿真系统在机器人领域的应用腕关节测试仿真器的开发如何成功的移植人的腕关节一直是现代外科手术的重大挑战。一个由外科医生和工程师组成的多学科小组在Bath大学解决新型腕关节假肢的关键工程问题。这一工作的一个重要方面就是开发一个手腕仿真器以用于测试不同假肢腕关节设计在真实负载环境的性能。对于这一仿真器，要求能够重现人手腕的典型运动以及载荷条件，同时对所使用的力进行测量。当前腕关节假肢的设计是基于ba