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基于V模式的伺服系统研制流程

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概述

        传统的伺服系统研制流程是串行开展,待伺服系统硬件和软件都准备好后才能够开展伺服系统性能验证,传统研制流程存在控制算法与伺服系统硬件衔接不顺畅、控制对象性能分析不充分、问题发现晚,从而导致项目周期长、费用高等风险。

        润科通用基于V 模式的伺服系统研制流程摒弃了传统开发流程的弊端,可确保控制算法与系统硬件衔接顺畅,能充分分析控制对象性能,在伺服系统研制过程中及时发现问题,解决问题,从而缩短系统研制周期,降低费用。


解决方案
        润科通用基于V 模式的伺服系统研制流程贯穿整个伺服系统研制过程,研制流程如下图所示:



        基于V 模式的伺服系统研制流程涵盖系统数字化设计阶段、系统实现阶段、系统测试验证阶段,共同支撑整个伺服系统研制过程。

        基于V 模式的伺服系统研制流程涉及的主要技术包括:
• 伺服系统模型辨识
        基于系统参数辨识的建模方法可解决模型参数不明确或不精确的问题,建立高精度的伺服机构模型,为数字化设计阶段的工作打下坚实基础。

• 伺服系统建模、算法设计及调试
        基于高精度的伺服机构模型及实物,设计及调试先进控制算法,实现伺服系统优越的性能。

• 快速控制原型(RCP)设计
        研制快速控制原型机,与用户伺服机构构成快速控制原型系统,快速控制原型机运行控制算法,快速验证控制算法和伺服系统性能。

• 代码自动生成及下载
        利用自动代码生成技术,将控制算法模型编译/ 下载到用户真实控制器,快速完成算法模型到控制器代码的实现过程。

• 硬件在回路(HIL)验证
        研制半实物仿真平台,与用户真实控制器构建硬件在回路(HIL)仿真系统,半实物仿真平台运行伺服机构及环境模型,可以充分分析和验证伺服系统性能。

        基于V 模式的伺服系统研制流程,依赖于以润科通用专业的面向电机的实时仿真系统和电机模型为核心的设计仿真验证平台,平台电气原理图如下图所示:



方案特点
• 伺服系统研制流程采用国际流行的基于 V 模式的系统研制流程
• 支撑工具(包括电机控制卡、电机仿真卡、仿真软件、高速高精度模型仿真工具等)专业性强,通用性好,集成度高,可以确保各阶段工作产品无缝继承
• 采用的技术(包括 RCP 技术、HIL 技术、系统参数辨识技术等)既具有一定专业性,又具有相对通用性,可广泛适用于各类伺服系统的研制过程
• 支撑工具和技术经过实际工程项目应用,体现了可行性和先进性的特点


方案优势
• 解决传统开发流程中硬件开发先于控制指标验证的问题,解决软硬件集成后才能对控制方案进行验证和测试,开发风险高的问题
• 解决传统开发流程中手动编写算法代码、费时费力、错误率高的问题
• 提供完整的伺服系统控制律快速设计和验证平台,能够进行快速的控制算法验证,而不用真实的硬件
• 学习多种先进控制算法,掌握算法原理,并且提供参数辨识服务,能够进一步提高数字仿真精度及控制精度
• 进行控制器 +驱动器的完整测试,全面测试控制器性能
• 实现多种故障模拟(比如实际系统中旋变故障、电机缺相故障等)
• 模拟极限工况下(比如高度非线性、大惯量、大冲击扰动等)控制器的控制性能,而如果采用传统的实物测试方法,则费用、难度提高很多,甚至有些工况实物还难以模拟



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