实时仿真和测试——快速控制原型
学习如何快速迭代和优化你的设计通过控制算法开发的仿真软件万博1manbetx®并将其部署到Speedgoat目标计算机配置为一个原型控制器。你可以将原型控制器连接到物理系统迭代控制算法设计早发现问题。探索设计权衡并验证之前系统架构实现。
你好,我的名字叫索尼娅Krzok,我是一名应用工程师在MathWorks专业实时仿真和测试,也将是本课程的主题。万博1manbetx实时仿真软件允许您创建实时应用程序从仿真软件模型和Speedgoat目标计算机硬件上运行它们。它被设计用于实时仿真和测试任务,包括快速控制原型和半实物仿真。
实时仿真软万博1manbetx件,您可以扩展你的仿真软件模型与Speedgoat I / O驱动程序块,自动构建实时应用程序,创建自己的仪表面板,并执行交互式自动运行在Speedgoat目标计算机配备一个实时内核,多核CPU、I / O接口和协议,以及fpga。万博1manbetx仿真软件实时和Speedgoat目标计算机硬件明确旨在共同为桌面创建实时系统,实验室和现场环境。这也是唯一的软件和硬件解决方案,支持最新版本的MATLAB和C建模。万博1manbetx
从传统的V开发周期,从系统需求,系统集成,我们强调了两个主要用蓝色实时仿真和测试申请。在这个演讲,我要讲的快速控制原型和向您展示如何从建模到实时原型与Speedgoat硬件,以及如何创建自己的图形用户界面,也可以使用一个实时目标机器,和强调你必须做些什么来运行没有任何MATLAB和Simulink系统版权免费许可证。万博1manbetx巴勃罗·罗梅罗我的同事,他也跟我一起工作在这一领域,将向您展示在另一个表示工作流半实物试验和仿真软件环境中如何实现自动化测试。万博1manbetx我只能建议你看这个视频。
快速控制原型,我们将模型控制器和仿真软件的植物和重用模型进行实时检测。万博1manbetx因此,我们要更换植物模型与I / O输入和输出从Speedgoat驱动库接口的物理系统。和控制器将运行在实时Speedgoat目标硬件,所以你可以测试你的控制器在早期发展阶段已经在实时物理系统。
在这个演示,我们将看一看电子直流电机及其控制器,它将运行在实时Speedgoat。我处理的硬件设置如下,我有一个发展计算机MATLAB仿真软件运行时,我与一个以太网Speedgoat基线,即从Speedgoat进入机器。万博1manbetx的接口,我与我的物理系统,直流电机在我们的例子中。
我使用仿真软件项目,所以很容易管理万博1manbetx和欢呼,发现,和把事情,还直接与源代码控制系统进行交互。例如,您可以直接从仿真软件项目提交你的修改,并把它发送到存储库。万博1manbetx但它也是好与你的同事合作文件使用,例如,通过创建项目的捷径。万博1manbetx仿真软件可以模拟装置和控制器在一个环境中,所以它可以研究闭环实时测试的行为和重用模型。我们首先对直流电机进行建模。
建模植物可以让你设计一个适当的控制系统。因此,我们有不同的可能性如何实现从一个仿真软件模型的变体。万博1manbetx因此,你必须首先推导出方程,然后建立微分方程模型的帮助下块。万博1manbetx另一种可能性是使用Simscape。
Simscape允许您快速创建模型中的物理系统仿真软件环境。万博1manbetx你模型的电机装配基本组件示意图,这可以更容易和更快的比推导方程,特别是当系统变得更加复杂。在我们的示例中,我们可以选择直流电机直接从Simscape图书馆和适应参数我们的需要。
如果你运行电动机的仿真模型,并输出不匹配与真正的电动机,可以校准直流电机的帮助下参数估计的应用。它允许你输入和过程输入输出测试数据,如电压输入和转子转速输出的直流电机和指定哪个模型参数估计。然后执行评估和比较和验证估计的结果。
在下一步中,我们必须设计控制器。在我们的例子中,我们使用一个PID控制器,你也选择直接从模型库和调整根据你的参数。万博1manbetx我们保存的参数在数据字典中,直接与我们的模型。
运行仿真,我们创造了这个指示板测试?乐队?]不同的输入,以跟踪在仿真仪表盘上的信号范围。我们的闭环模型作为参考模型实现。这个,我可以很容易地切换到不同的我想用模拟。我选择Simscape,数据记录,我们使用的是性病。
所以我可以直接单击Run启动模拟,在块范围,你看到我们的立场,在这种情况下,方波和实际位置。在模拟中,我现在可以改变我们的位置命令,例如,锯齿波或一个正弦波。但是我也可以在模拟和激活开关改变滑块的位置命令菜单。
当我停止仿真,你看到我们的仿真结果中可用数据检查员。所以我们运行我们记录的片段,所以我选择实际位置和位置的位置命令。我可以使用这些工具从模拟数据检查员仔细看——例如,放大在时间和使用游标查看实际值。
现在,我们已经测试了台式电脑上的控制算法,它似乎很好地工作。现在,我们要检查与外部直流电机控制器的行为。因此,我选择Speedgoat变体,我们可以看一看我们的闭环模型和看到,现在,Speedgoat I / O变体是活跃的,和我们的工厂模型现在取而代之的是I / O驱动程序块从Speedgoat库。在我们的情况下,电压PWM生成块发送,和实际位置是在模拟输入。
对于PWM生成,您在这里找到所有的设置步骤,你可以改变,例如,PWM模式。在我们的例子中,我们使用这个指标。B通道的通道设置,所以在我们的例子中,它是独立于我们的一个通道输出。
如果我们点击帮助,你会发现文档Speedgoat图书馆集成模型的仿真软件文档,你找到的所有信息,如何设置您的I / O驱动程序块。万博1manbetx你还发现真正有用的使用笔记所以你知道如何使用,例如,PWM模块,另一方面是输入。所以我们必须选择频道如何阅读在我们的实际位置,但你也可以改变这里的模拟输入范围。直接和Speedgoat图书馆街区,你会发现在你的图书馆。所以一方面,实时仿真软件,在这里,Speedgoat图书馆与所有可万博1manbetx用的I / O模块。
回到我们的仪表板试验台,可以看到,我们可以使用相同的模型变体Speedgoat,实时仿真,我们切换到实时选项卡。我强调一些硬件设置你要记住当你想执行实时模型,所以有一件事你必须记住,你使用一个固定的解决者。和其他设置你必须是选择模型实时系统目标文件。万博1manbetx现在,您可以使用相同的模型实时执行,只在这一个按钮,点击运行目标。
通过点击运行在目标——你也可以在这里打开诊断——你开始这个过程,这样我们在C代码生成仿真软件的模型,已被编译,然后通过Speedgoat转移目标机器。万博1manbetx但是,我们也保持在相同的环境中。所以这个过程需要一些时间,但是我们使用仿真软件作为用户界面和仍然可以与我们的模型在模拟。万博1manbetx
所以我们看到成功构建过程。我们可以关闭这个窗口。我们创建了实时应用,现在转让,也许你也能听到,现在直流电机运动。
应用程序正在运行,并实时仿真,我可以现在直接与我们的模型和交互改变这里的输入。所以选择,例如,方波。切换到锯齿,或快速的正弦波。也应该听我们的直流电机正如何了。也改变手动是可能的,再次改变滑块的位置命令。
好。如果我停止应用程序中,您看到我们的数据再次检查器中可用的数据,在仿真软件是免费的。万博1manbetx所以你不需要改变任何设置数据日志记录。你可以看看仿真结果,可以看到从我们之前的日志设置,记得我们已经设置和选择额外的位置和位置命令。
这是我们实际的运行,但是我们可以比较运行之前执行通过选择,从我们最近的运行时,相同的信号。现在很简单比较结果,也可以使用同样的工具。放大,并使用游标。好。这是使用仿真软件与仪表板模块外部模式万博1manbetx,但您还可以使用应用程序设计和创建自己的用户界面。
MATLAB程序设计包括,您可以使用它为您的桌面模拟,但也为实时应用程序。创建您的GUI,您可以选择从不同的组件,并创建一个设计给你。在我们的例子中,我们使用不同的按钮。我们有旋钮改变,例如,位置命令,而且对可视化,您可以使用不同的范围。
在创建你的设计,你想添加的功能。所以在我们的案例中,添加一个回调的参数设置命令的位置。所以你可以看到,一切以灰色是自动添加你的设计视图,例如,位置命令的注意值,我们有功能setParam改变位置的值的命令。类似于其他不同的纽扣,你总是可以改变这里的功能。
当完成你的图形用户界面,你可以点击运行,这是你的用户界面如何看起来像。您还可以调整它,它会自动调整。从那GUI,您现在还可以点击开放模式。我们也正在使用,执行命令连接目标,构建模型,下载应用程序,启动应用程序。
所以我点击创建按钮,我们看到,在后台,你见过在诊断视图中,现在我们看到它在命令窗口中,构建过程的进展。再次,我们必须从我们的应用程序中生成代码。现在,编译,链接,然后下一步,我们有实时应用程序后,我们就可以下载到Speedgoat目标机器。
这可能需要几秒钟。回到我们的GUI,所以当应用程序可用,您将看到下一个操作的按钮被激活了。所以这些东西你也可以实现你的图形用户界面。所以我们等待应用程序,用户界面非常好,如果你想把它给也许不是经验丰富的同事在MATLAB仿真软件,只希望测试模型和系统。万博1manbetx
现在,应用程序构建成功。我们有ml.x文件,所以我可以下载应用程序现在我们Speedgoat目标机器。再一次,我们也看到我们的目标的状态。现在加载弃用,它可以执行命令启动应用程序。你可以听到,我们的直流电机再次移动。
现在我们有一个正弦波作为输入,或者我们也可以激活并改变这个旋钮手动位置命令。你看到的结果参考位置和实际位置的范围。我们还可以从我们的控制器控制参数直接从图形用户界面和获得更多的信息,比如时间、停止时间,仿真时间。我们阻止应用程序用户界面,现在,你也可以直接打开模拟数据检查,你会得到的可能性现在一看,同样,在我们最近的结果。
另一个突出的应用程序设计师是你现在可以分享这个应用程序,并创建一个独立的桌面应用程序。所以你看,所以你需要MATLAB编译器一旦创建独立的应用程序。这样做是在几个点击,我们可以改变这个名字在这个图形用户界面。然后你会发现你可以创建一个可执行的将在任何PC上运行没有任何MATLAB仿真软件许可证。万博1manbetx
所以你要做的唯一的事,您还需要安装一个运行时,MATLAB运行时,电脑。但如你所见,你已经可以编辑下载包,或者你可以从网上下载。这是——选择由你自己决定。通过单击包,那么这个图形用户界面,可以独立于任何MATLAB和Simulink许可证,但也许也提到这MATLAB运行时也是免费的。万博1manbetx
这个演讲给你关于快速控制原型与Speedgoat硬件概述。如果你想知道更多的细节如何设置仿真软件工程,物理建模与Simscape脚本,如何校准模型和设计控制万博1manbetx器,或如何集成实时仿真验证和验证工作流,请不要犹豫与我们联系。如果你感兴趣的半实物仿真和测试,我强烈推荐看第二部分与我的同事,巴勃罗·罗梅罗。非常感谢你,祝你有美好的。
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