半实物仿真
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发表于 10/17/2011 10:01:52 PM
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半实物仿真系统的定义是这样说的:“将控制器(实物)与在计算机上实现的控制对象的仿真模型(见数学仿真)联接在一起进行试验的技术。”(国防工业出版社团《半实物仿真》)。笔者的理解是:半实物仿真的概念区别于一般的计算机仿真,它是指将系统的元器件加入仿真系统中,利用计算机取得相关的观测数据,以改进相关的控制系统设计。总而言之,半实物仿真就是有实物参与的仿真过程。
今天介绍一种半实物仿真系统,相对其它系统,这是个比较简单的系统,以此我们可以了解一下半实物仿真的一些特性和通过仿真我们能获取哪些信息。
本系统主要由运动单元、加速度计、AD转换器、PID控制器、信号检测器、PC组成。如下图所示

仿真目的是针对所使用的加速度计,设计相应的PID控制器,以达到设计的控制精度。
运动单元用来执行控制指令,产生加速度计可以检测的信号;
实验中我们采用ADI公司的两轴加速度计ADXL206。ADX L206的测量范围为±5g,既能测量振动等动态加速度,也能测量重力等静态加速度。
由于ADXL206输出的是模拟信号,因为有必要加上AD转换器以利用PC进行信号处理并记录实验结果(加速度输出,速度,位置等)。
本实验中更改信号处理的方法,可以真实地反映出ADXL206的动态特性、静态特性和非线性因素等,更接近ADXL206在卫星或导弹上的真实运行情况。
在控制器尚未安装到真实系统中之前,通过半实物仿真可以验证PID控制器或者是实验设计的其它控制器的设计性能,若系统性能指标不满足设计要求,则需要调整控制器的参数,修改控制器的设计直到符合设计要求为止。
