《基于dSPACE仿真技术的应用探究》3000字（论文）

基于dSPACE仿真技术的应用研究目录TOC\o"1-2"\h\u32311基于dSPACE仿真技术的应用研究 126716关键词：dSPACE仿真技术；应用；飞行器；电机 174891dSPACE仿真技术 1198422基于dSPACE仿真技术的应用 254092.1基于dSPACE仿真技术的飞行器应用 29614（1）Matlab/Simulink控制系统模型搭建 211540（2）基于dSPACE的实时仿真 3245912.2基于dSPACE的直线电机应用 3201403dSPACE仿真技术的发展趋势 3326664结语 431791参考文献 4摘要：基于dSPACE仿真技术同其它类型的仿真方法相比具有经济地实现更高真实度的可能性，目前多用于高科技产业，教育教学，科学科研等领域。文中对dSPACE仿真技术和体系结构进行介绍，说明了它对飞行器控制系统进行仿真的步骤，指出它的先进性，以及dSPACE发展动向。关键词：dSPACE仿真技术；应用；飞行器；电机1939年至1945年，世界处于战争时期，武器装备标志着一国军事实力、飞、导弹控制要求应用动力学系统进行研究，而且对实物进行检验，需要耗费很多人力物力，这就推动仿真技术不断向前发展。20世纪40年代为满足控制系统市场需要，着手对控制系统仿真技术进行了研究。随着人们对控制系统的鲁棒性和可靠性的要求越来越高，这要求研发团队在开发对应产品时要快、样式进行了仿真和检验，最后形成可靠的产品。dSPACE正是为实现这一目标而产生。1dSPACE仿真技术为企业产品开发和学校教学实验提供参考，均需理论联系实际。一个产品型控制器在研制过程中，将面临着两方面的问题：一，产品设计前，以控制算法应用为主线。在已有控制算法中寻找到一个合适的控制算法，并且能够将其实时地运用到硬件中去，观察算法的性能，这是个很容易找到设计方案的办法。由于当算法不够理想，可快速地重复设计，找到理想方案。另一种是确定对应算法构成硬件之后，如何对硬件进行性能测试，就成为最后量产的门槛。基于dSPACE的仿真系统可以较好地解决以上两方面的问题，实现了对样机进行快速控制，并对硬件进行了回路模拟。该校教学实验可以提供一个产品开发流程练习，供学生研究。对控制原理进行理论讲解，历来是一门枯燥乏味的课，学生们在dSPACE平台上完成了应用算法，然后与其他课程学习相结合，将设计好的产品运用到实际工作中去，提升学生的学习效率。2基于dSPACE仿真技术的应用2.1基于dSPACE仿真技术的飞行器应用控制系统实时仿真飞行器控制系统是飞行器的重要指令系统，在飞行器中，对飞行器的姿态控制具有至关重要的作用。需要完成对飞行器控制系统的实时模拟，必须先建立其数学模型，再使用Matlab/Simulink对其进行仿真，完成飞行器控制系统仿真模型搭建并最终，搭建了仿真环境，并且实现了应用监控软件的实时监测与调试。（1）Matlab/Simulink控制系统模型搭建通过选择良好的控制方法及求解参数，建立了控制系统模型。主要完成了计算机控制程序功能并达到接收目的、计算与输出控制。控制系统环节见图1。所述接收模块，主要用于接收惯组数据，以及通过导航系统模块获取姿态信息，最后，给舵机下达控制指令，完成飞行器滚转控制，从图2中可以看出，总体的控制模型部分。图1控制系统模型环节图2控制模型环节（2）基于dSPACE的实时仿真实时仿真主要包括基于Matlab/Simulink的控制算法的设计平台、dSPACE实时仿真系统与实际控制对象的关系。并在dSPACE仿真系统中，以dSPACE实时仿真为基础，与传统实时仿真相比较，对于设计人员的需求更为方便。该平台在RTI库上建立了模型，并在Matlab/Simulink上进行了协同。实现了飞行器自动生成仿真模型编码，然后通过RTW（RealTimeWorkshop）进行扩展，由此，将Simulink模型的代码下载至dSPACE实时硬件，dSPACE实时硬件再连接到外部实际控制对象，实现了与物体之间的互动与反馈。同时，搭建了监控软件，实现了对测试过程进行全面监控，将可在线调整的参数包含于该软件，设置虚拟仪表、绘制按钮等等，完成了监控界面。2.2基于dSPACE的直线电机应用因直线电机无需中间传动机构，因而更加适用于各种生产精密仪器，针对直线伺服系统及当代高精密设备发展现状，可以知道，直线电机控制性能的研究就显得非常重要。基于Simulink建立了算法模型，利用仿真效果对该算法控制效果进行了验证，对被控对象控制性能和干扰观测器观测精度进行了系统的研究。当前有不少论文对直线电机发展现状进行了论述，文中还指出现实中存在的若干问题。针对实验室已有的1套dSPACE半实物仿真系统进行研究，用硬件接口代替模拟中直线电机部分，使研究出的控制算法实现了对实物的控制，dSPACE实时仿真系统和传统控制算法的研究进行了比较，能够实现实时的参数调节且不需要手动将控制算法转换成C代码嵌入实物系统中，极大地缩短研发周期，研发成本下降，已被广泛应用于工业领域。3dSPACE仿真技术的发展趋势历经多年发展，国内外仿真应用均已发展到一个新台阶。国外发展中国和美国自60年代以来，军事上已形成半实物的仿真设施体系。制导与控制系统的组合、多模导引头，导弹抗干扰和其他半实物仿真均对它的研究和开发促进了效率的提高，对武器系统的研究起决定性作用。我国的发展起步晚，但是发展方向是多样化的，其应用领域也由传统航空航天向教育教学发展、新能源汽车，轨道交通及其他方面。由于我国在这些领域的产品需求规模较大，国家政策和技术人才等方面的扶持，均使dSPACE在当今获得了很好的发展契机。dSPACE是一个可靠性很强的研制，仿真系统，硬件与软件的水平也有进一步的发展。软件方面：系统仿真建模的层次越来越高、更方便的操作界面，让编程更智能、更有效。硬件方面：完善计算机硬件设施、拓展和兼容性改进、功能模块小型化和集成化相统一，使得其工作稳定强大。4结语dSPACE仿真是从仿真技术置信水平上进行模拟：通过直接修改编程代码，并将其应用于快速控制原型上进行了测试，避免了硬件对回路进行模拟时，一些采用数学模型难以模拟，不能模拟的问题。使得最后设计出来的产品在功能和性能方面更加直接，高效，因而成为系统研制工作中的有力工具，有改善研发系统之品质，缩短了研制周期，节约了研制费用。针对教学中存在的现实，快速控制原理这部分包括建模，设计，仿真，试验等、检测等等，深化对理论知识的认识、弥补教学手段简单的不足、教学内容枯燥乏味等教学模式。伴随着dSPACE仿真技术，它一定会在许多领域中扮演更重要的角色。参考文献[1]陈韵马清华王根苗昊春刘琳.基于dSPACE的"硬件在回路"导弹控制系统设计与仿真[J].弹箭与制导学报,2019,039(002):64-68.[2]刘超,杨春伟,崔海峰,等.基于dSPACE的ESPHIL台架及SYNECT自动化测试系统应用[J].汽车实用技术,2019(5):5.[3]杜常清,徐懂懂.基于dSPACE的混合动力汽车控制策略半实物仿真平台[J].自动化与仪表,2018,33(1):6.[4]彭飞帆,李晓倩,曹铭.基于dSPACE的电动汽车通信协议的研究与仿真[J].电源技术,2021(005):045.[5]陈宁,梁建钢,朱常在.基于dSPACE的微电网半实物仿真系统及方法:,2021.[6]王德军,于洪峰,宋增凤,等.基于dSPACE的纯电动整车控制器硬件在环仿真测试研究[J].汽车电器,2022(6):4.[7]鲁庆.dSPACE半实物仿真平台在电机与拖动实验教学中应用[J].轻工科技,2020(8):2.[8]冯兴田,孙涌铭.基于dSPACE的三相PWM整流器仿真与实验平台[J].实验室研究与探索,2022(005):041.[9]杨春雨,卜令超,陈斌,等.基于PLC和dSPACE的带式输送机系统硬件在环仿真平台[J].实验技术与管理,2021(012):038.[10]任女尔,唐兰文.基于dSPACE的车辆自动驾驶仿真系统设计[J].信息与电脑,2020,32(2):2.[11]路博凡,韩家哺,张艳伟.基于dSPACE的工业机器人运动控制系统仿真分析及实验[J].重庆工商大学学报:自然科学版,2021,38(6):8.[12]文二霞.聚焦测试与仿真,转型升级正当时--dSPACE首届全球用户大会成功召开[J].汽车制造业,2019(23):2.[1