基於V模式的伺服系統研製流程
概述 傳統的伺服系統研製流程是序列開展,待伺服系統硬體和軟體都準備好後才能夠開展伺服系統性能驗證,傳統研製流程存在控制演算法與伺服系統硬體銜接不順暢、控制物件效能分析不充分、問題發現晚,從而導致專案週期長、費用高等風險。 潤科通用基於V 模式的伺服系統研製流程摒棄了傳統開發流程的弊端,可確保控制演算法與系統硬體銜接順暢,能充分分析控制物件效能,在伺服系統研製過程中及時發現問題,解決問題,從而縮短系統研製週期,降低費用。
解決方案 潤科通用基於V 模式的伺服系統研製流程貫穿整個伺服系統研製過程,研製流程如下圖所示: 基於V 模式的伺服系統研製流程涵蓋系統數字化設計階段、系統實現階段、系統測試驗證階段,共同支撐整個伺服系統研製過程。 基於V 模式的伺服系統研製流程涉及的主要技術包括: • 伺服系統模型辨識 基於系統引數辨識的建模方法可解決模型引數不明確或不精確的問題,建立高精度的伺服機構模型,為數字化設計階段的工作打下堅實基礎。 • 伺服系統建模、演算法設計及除錯 基於高精度的伺服機構模型及實物,設計及除錯先進控制演算法,實現伺服系統優越的效能。 • 快速控制原型(RCP)設計 研製快速控制原型機,與使用者伺服機構構成快速控制原型系統,快速控制原型機執行控制演算法,快速驗證控制演算法和伺服系統性能。 • 程式碼自動生成及下載 利用自動程式碼生成技術,將控制演算法模型編譯/ 下載到使用者真實控制器,快速完成演算法模型到控制器程式碼的實現過程。 • 硬體在迴路(HIL)驗證 研製半實物模擬平臺,與使用者真實控制器構建硬體在迴路(HIL)模擬系統,半實物模擬平臺執行伺服機構及環境模型,可以充分分析和驗證伺服系統性能。 基於V 模式的伺服系統研製流程,依賴於以潤科通用專業的面向電機的實時模擬系統和電機模型為核心的設計模擬驗證平臺,平臺電氣原理圖如下圖所示:
方案特點 • 伺服系統研製流程採用國際流行的基於 V 模式的系統研製流程 • 支撐工具(包括電機控制卡、電機模擬卡、模擬軟體、高速高精度模型模擬工具等)專業性強,通用性好,整合度高,可以確保各階段工作產品無縫繼承 • 採用的技術(包括 RCP 技術、HIL 技術、系統引數辨識技術等)既具有一定專業性,又具有相對通用性,可廣泛適用於各類伺服系統的研製過程 • 支撐工具和技術經過實際工程專案應用,體現了可行性和先進性的特點 方案優勢 • 解決傳統開發流程中硬體開發先於控制指標驗證的問題,解決軟硬體整合後才能對控制方案進行驗證和測試,開發風險高的問題 • 解決傳統開發流程中手動編寫演算法程式碼、費時費力、錯誤率高的問題 • 提供完整的伺服系統控制律快速設計和驗證平臺,能夠進行快速的控制演算法驗證,而不用真實的硬體 • 學習多種先進控制演算法,掌握演算法原理,並且提供引數辨識服務,能夠進一步提高數字模擬精度及控制精度 • 進行控制器 +驅動器的完整測試,全面測試控制器效能 • 實現多種故障模擬(比如實際系統中旋變故障、電機缺相故障等) • 模擬極限工況下(比如高度非線性、大慣量、大沖擊擾動等)控制器的控制性能,而如果採用傳統的實物測試方法,則費用、難度提高很多,甚至有些工況實物還難以模擬