《基于dSPACE仿真技術(shù)的應(yīng)用探究》3000字（論文）

基于dSPACE仿真技術(shù)的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u32311基于dSPACE仿真技術(shù)的應(yīng)用研究 126716關(guān)鍵詞：dSPACE仿真技術(shù)；應(yīng)用；飛行器；電機(jī) 174891dSPACE仿真技術(shù) 1198422基于dSPACE仿真技術(shù)的應(yīng)用 254092.1基于dSPACE仿真技術(shù)的飛行器應(yīng)用 29614（1）Matlab/Simulink控制系統(tǒng)模型搭建 211540（2）基于dSPACE的實(shí)時(shí)仿真 3245912.2基于dSPACE的直線電機(jī)應(yīng)用 3201403dSPACE仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3326664結(jié)語(yǔ) 431791參考文獻(xiàn) 4摘要：基于dSPACE仿真技術(shù)同其它類(lèi)型的仿真方法相比具有經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)更高真實(shí)度的可能性，目前多用于高科技產(chǎn)業(yè)，教育教學(xué)，科學(xué)科研等領(lǐng)域。文中對(duì)dSPACE仿真技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，說(shuō)明了它對(duì)飛行器控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真的步驟，指出它的先進(jìn)性，以及dSPACE發(fā)展動(dòng)向。關(guān)鍵詞：dSPACE仿真技術(shù)；應(yīng)用；飛行器；電機(jī)1939年至1945年，世界處于戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，武器裝備標(biāo)志著一國(guó)軍事實(shí)力、飛、導(dǎo)彈控制要求應(yīng)用動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究，而且對(duì)實(shí)物進(jìn)行檢驗(yàn)，需要耗費(fèi)很多人力物力，這就推動(dòng)仿真技術(shù)不斷向前發(fā)展。20世紀(jì)40年代為滿(mǎn)足控制系統(tǒng)市場(chǎng)需要，著手對(duì)控制系統(tǒng)仿真技術(shù)進(jìn)行了研究。隨著人們對(duì)控制系統(tǒng)的魯棒性和可靠性的要求越來(lái)越高，這要求研發(fā)團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品時(shí)要快、樣式進(jìn)行了仿真和檢驗(yàn)，最后形成可靠的產(chǎn)品。dSPACE正是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而產(chǎn)生。1dSPACE仿真技術(shù)為企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供參考，均需理論聯(lián)系實(shí)際。一個(gè)產(chǎn)品型控制器在研制過(guò)程中，將面臨著兩方面的問(wèn)題：一，產(chǎn)品設(shè)計(jì)前，以控制算法應(yīng)用為主線。在已有控制算法中尋找到一個(gè)合適的控制算法，并且能夠?qū)⑵鋵?shí)時(shí)地運(yùn)用到硬件中去，觀察算法的性能，這是個(gè)很容易找到設(shè)計(jì)方案的辦法。由于當(dāng)算法不夠理想，可快速地重復(fù)設(shè)計(jì)，找到理想方案。另一種是確定對(duì)應(yīng)算法構(gòu)成硬件之后，如何對(duì)硬件進(jìn)行性能測(cè)試，就成為最后量產(chǎn)的門(mén)檻?；赿SPACE的仿真系統(tǒng)可以較好地解決以上兩方面的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣機(jī)進(jìn)行快速控制，并對(duì)硬件進(jìn)行了回路模擬。該校教學(xué)實(shí)驗(yàn)可以提供一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程練習(xí)，供學(xué)生研究。對(duì)控制原理進(jìn)行理論講解，歷來(lái)是一門(mén)枯燥乏味的課，學(xué)生們?cè)赿SPACE平臺(tái)上完成了應(yīng)用算法，然后與其他課程學(xué)習(xí)相結(jié)合，將設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品運(yùn)用到實(shí)際工作中去，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。2基于dSPACE仿真技術(shù)的應(yīng)用2.1基于dSPACE仿真技術(shù)的飛行器應(yīng)用控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真飛行器控制系統(tǒng)是飛行器的重要指令系統(tǒng)，在飛行器中，對(duì)飛行器的姿態(tài)控制具有至關(guān)重要的作用。需要完成對(duì)飛行器控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)模擬，必須先建立其數(shù)學(xué)模型，再使用Matlab/Simulink對(duì)其進(jìn)行仿真，完成飛行器控制系統(tǒng)仿真模型搭建并最終，搭建了仿真環(huán)境，并且實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用監(jiān)控軟件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)試。（1）Matlab/Simulink控制系統(tǒng)模型搭建通過(guò)選擇良好的控制方法及求解參數(shù)，建立了控制系統(tǒng)模型。主要完成了計(jì)算機(jī)控制程序功能并達(dá)到接收目的、計(jì)算與輸出控制?？刂葡到y(tǒng)環(huán)節(jié)見(jiàn)圖1。所述接收模塊，主要用于接收慣組數(shù)據(jù)，以及通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)模塊獲取姿態(tài)信息，最后，給舵機(jī)下達(dá)控制指令，完成飛行器滾轉(zhuǎn)控制，從圖2中可以看出，總體的控制模型部分。圖1控制系統(tǒng)模型環(huán)節(jié)圖2控制模型環(huán)節(jié)（2）基于dSPACE的實(shí)時(shí)仿真實(shí)時(shí)仿真主要包括基于Matlab/Simulink的控制算法的設(shè)計(jì)平臺(tái)、dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)與實(shí)際控制對(duì)象的關(guān)系。并在dSPACE仿真系統(tǒng)中，以dSPACE實(shí)時(shí)仿真為基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真相比較，對(duì)于設(shè)計(jì)人員的需求更為方便。該平臺(tái)在RTI庫(kù)上建立了模型，并在Matlab/Simulink上進(jìn)行了協(xié)同。實(shí)現(xiàn)了飛行器自動(dòng)生成仿真模型編碼，然后通過(guò)RTW（RealTimeWorkshop）進(jìn)行擴(kuò)展，由此，將Simulink模型的代碼下載至dSPACE實(shí)時(shí)硬件，dSPACE實(shí)時(shí)硬件再連接到外部實(shí)際控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了與物體之間的互動(dòng)與反饋。同時(shí)，搭建了監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，將可在線調(diào)整的參數(shù)包含于該軟件，設(shè)置虛擬儀表、繪制按鈕等等，完成了監(jiān)控界面。2.2基于dSPACE的直線電機(jī)應(yīng)用因直線電機(jī)無(wú)需中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而更加適用于各種生產(chǎn)精密儀器，針對(duì)直線伺服系統(tǒng)及當(dāng)代高精密設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，可以知道，直線電機(jī)控制性能的研究就顯得非常重要?；赟imulink建立了算法模型，利用仿真效果對(duì)該算法控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證，對(duì)被控對(duì)象控制性能和干擾觀測(cè)器觀測(cè)精度進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。當(dāng)前有不少論文對(duì)直線電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了論述，文中還指出現(xiàn)實(shí)中存在的若干問(wèn)題。針對(duì)實(shí)驗(yàn)室已有的1套dSPACE半實(shí)物仿真系統(tǒng)進(jìn)行研究，用硬件接口代替模擬中直線電機(jī)部分，使研究出的控制算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)物的控制，dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和傳統(tǒng)控制算法的研究進(jìn)行了比較，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的參數(shù)調(diào)節(jié)且不需要手動(dòng)將控制算法轉(zhuǎn)換成C代碼嵌入實(shí)物系統(tǒng)中，極大地縮短研發(fā)周期，研發(fā)成本下降，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。3dSPACE仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)歷經(jīng)多年發(fā)展，國(guó)內(nèi)外仿真應(yīng)用均已發(fā)展到一個(gè)新臺(tái)階。國(guó)外發(fā)展中國(guó)和美國(guó)自60年代以來(lái)，軍事上已形成半實(shí)物的仿真設(shè)施體系。制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的組合、多模導(dǎo)引頭，導(dǎo)彈抗干擾和其他半實(shí)物仿真均對(duì)它的研究和開(kāi)發(fā)促進(jìn)了效率的提高，對(duì)武器系統(tǒng)的研究起決定性作用。我國(guó)的發(fā)展起步晚，但是發(fā)展方向是多樣化的，其應(yīng)用領(lǐng)域也由傳統(tǒng)航空航天向教育教學(xué)發(fā)展、新能源汽車(chē)，軌道交通及其他方面。由于我國(guó)在這些領(lǐng)域的產(chǎn)品需求規(guī)模較大，國(guó)家政策和技術(shù)人才等方面的扶持，均使dSPACE在當(dāng)今獲得了很好的發(fā)展契機(jī)。dSPACE是一個(gè)可靠性很強(qiáng)的研制，仿真系統(tǒng)，硬件與軟件的水平也有進(jìn)一步的發(fā)展。軟件方面：系統(tǒng)仿真建模的層次越來(lái)越高、更方便的操作界面，讓編程更智能、更有效。硬件方面：完善計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施、拓展和兼容性改進(jìn)、功能模塊小型化和集成化相統(tǒng)一，使得其工作穩(wěn)定強(qiáng)大。4結(jié)語(yǔ)dSPACE仿真是從仿真技術(shù)置信水平上進(jìn)行模擬：通過(guò)直接修改編程代碼，并將其應(yīng)用于快速控制原型上進(jìn)行了測(cè)試，避免了硬件對(duì)回路進(jìn)行模擬時(shí)，一些采用數(shù)學(xué)模型難以模擬，不能模擬的問(wèn)題。使得最后設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品在功能和性能方面更加直接，高效，因而成為系統(tǒng)研制工作中的有力工具，有改善研發(fā)系統(tǒng)之品質(zhì)，縮短了研制周期，節(jié)約了研制費(fèi)用。針對(duì)教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)，快速控制原理這部分包括建模，設(shè)計(jì)，仿真，試驗(yàn)等、檢測(cè)等等，深化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)、彌補(bǔ)教學(xué)手段簡(jiǎn)單的不足、教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味等教學(xué)模式。伴隨著dSPACE仿真技術(shù)，它一定會(huì)在許多領(lǐng)域中扮演更重要的角色。參考文獻(xiàn)[1]陳韻馬清華王根苗昊春劉琳.基于dSPACE的"硬件在回路"導(dǎo)彈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào),2019,039(002):64-68.[2]劉超,楊春偉,崔海峰,等.基于dSPACE的ESPHIL臺(tái)架及SYNECT自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2019(5):5.[3]杜常清,徐懂懂.基于dSPACE的混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略半實(shí)物仿真平臺(tái)[J].自動(dòng)化與儀表,2018,33(1):6.[4]彭飛帆,李曉倩,曹銘.基于dSPACE的電動(dòng)汽車(chē)通信協(xié)議的研究與仿真[J].電源技術(shù),2021(005):045.[5]陳寧,梁建鋼,朱常在.基于dSPACE的微電網(wǎng)半實(shí)物仿真系統(tǒng)及方法:,2021.[6]王德軍,于洪峰,宋增鳳,等.基于dSPACE的純電動(dòng)整車(chē)控制器硬件在環(huán)仿真測(cè)試研究[J].汽車(chē)電器,2022(6):4.[7]魯慶.dSPACE半實(shí)物仿真平臺(tái)在電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用[J].輕工科技,2020(8):2.[8]馮興田,孫涌銘.基于dSPACE的三相PWM整流器仿真與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2022(005):041.[9]楊春雨,卜令超,陳斌,等.基于PLC和dSPACE的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真平臺(tái)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2021(012):038.[10]任女爾,唐蘭文.基于dSPACE的車(chē)輛自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息與電腦,2020,32(2):2.[11]路博凡,韓家哺,張艷偉.基于dSPACE的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)仿真分析及實(shí)驗(yàn)[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2021,38(6):8.[12]文二霞.聚焦測(cè)試與仿真,轉(zhuǎn)型升級(jí)正當(dāng)時(shí)--dSPACE首屆全球用戶(hù)大會(huì)成功召開(kāi)[J].汽車(chē)制造業(yè),2019(23):2.[1