基于dSPACE仿真技術的應用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u32311基于dSPACE仿真技術的應用研究 126716關鍵詞：dSPACE仿真技術；應用；飛行器；電機 174891dSPACE仿真技術 1198422基于dSPACE仿真技術的應用 254092.1基于dSPACE仿真技術的飛行器應用 29614（1）Matlab/Simulink控制系統模型搭建 211540（2）基于dSPACE的實時仿真 3245912.2基于dSPACE的直線電機應用 3201403dSPACE仿真技術的發展趨勢 3326664結語 431791參考文獻 4摘要：基于dSPACE仿真技術同其它類型的仿真方法相比具有經濟地實現更高真實度的可能性，目前多用于高科技產業，教育教學，科學科研等領域。文中對dSPACE仿真技術和體系結構進行介紹，說明了它對飛行器控制系統進行仿真的步驟，指出它的先進性，以及dSPACE發展動向。關鍵詞：dSPACE仿真技術；應用；飛行器；電機1939年至1945年，世界處于戰爭時期，武器裝備標志著一國軍事實力、飛、導彈控制要求應用動力學系統進行研究，而且對實物進行檢驗，需要耗費很多人力物力，這就推動仿真技術不斷向前發展。20世紀40年代為滿足控制系統市場需要，著手對控制系統仿真技術進行了研究。隨著人們對控制系統的魯棒性和可靠性的要求越來越高，這要求研發團隊在開發對應產品時要快、樣式進行了仿真和檢驗，最后形成可靠的產品。dSPACE正是為實現這一目標而產生。1dSPACE仿真技術為企業產品開發和學校教學實驗提供參考，均需理論聯系實際。一個產品型控制器在研制過程中，將面臨著兩方面的問題：一，產品設計前，以控制算法應用為主線。在已有控制算法中尋找到一個合適的控制算法，并且能夠將其實時地運用到硬件中去，觀察算法的性能，這是個很容易找到設計方案的辦法。由于當算法不夠理想，可快速地重復設計，找到理想方案。另一種是確定對應算法構成硬件之后，如何對硬件進行性能測試，就成為最后量產的門檻。基于dSPACE的仿真系統可以較好地解決以上兩方面的問題，實現了對樣機進行快速控制，并對硬件進行了回路模擬。該校教學實驗可以提供一個產品開發流程練習，供學生研究。對控制原理進行理論講解，歷來是一門枯燥乏味的課，學生們在dSPACE平臺上完成了應用算法，然后與其他課程學習相結合，將設計好的產品運用到實際工作中去，提升學生的學習效率。2基于dSPACE仿真技術的應用2.1基于dSPACE仿真技術的飛行器應用控制系統實時仿真飛行器控制系統是飛行器的重要指令系統，在飛行器中，對飛行器的姿態控制具有至關重要的作用。需要完成對飛行器控制系統的實時模擬，必須先建立其數學模型，再使用Matlab/Simulink對其進行仿真，完成飛行器控制系統仿真模型搭建并最終，搭建了仿真環境，并且實現了應用監控軟件的實時監測與調試。（1）Matlab/Simulink控制系統模型搭建通過選擇良好的控制方法及求解參數，建立了控制系統模型。主要完成了計算機控制程序功能并達到接收目的、計算與輸出控制。控制系統環節見圖1。所述接收模塊，主要用于接收慣組數據，以及通過導航系統模塊獲取姿態信息，最后，給舵機下達控制指令，完成飛行器滾轉控制，從圖2中可以看出，總體的控制模型部分。圖1控制系統模型環節圖2控制模型環節（2）基于dSPACE的實時仿真實時仿真主要包括基于Matlab/Simulink的控制算法的設計平臺、dSPACE實時仿真系統與實際控制對象的關系。并在dSPACE仿真系統中，以dSPACE實時仿真為基礎，與傳統實時仿真相比較，對于設計人員的需求更為方便。該平臺在RTI庫上建立了模型，并在Matlab/Simulink上進行了協同。實現了飛行器自動生成仿真模型編碼，然后通過RTW（RealTimeWorkshop）進行擴展，由此，將Simulink模型的代碼下載至dSPACE實時硬件，dSPACE實時硬件再連接到外部實際控制對象，實現了與物體之間的互動與反饋。同時，搭建了監控軟件，實現了對測試過程進行全面監控，將可在線調整的參數包含于該軟件，設置虛擬儀表、繪制按鈕等等，完成了監控界面。2.2基于dSPACE的直線電機應用因直線電機無需中間傳動機構，因而更加適用于各種生產精密儀器，針對直線伺服系統及當代高精密設備發展現狀，可以知道，直線電機控制性能的研究就顯得非常重要。基于Simulink建立了算法模型，利用仿真效果對該算法控制效果進行了驗證，對被控對象控制性能和干擾觀測器觀測精度進行了系統的研究。當前有不少論文對直線電機發展現狀進行了論述，文中還指出現實中存在的若干問題。針對實驗室已有的1套dSPACE半實物仿真系統進行研究，用硬件接口代替模擬中直線電機部分，使研究出的控制算法實現了對實物的控制，dSPACE實時仿真系統和傳統控制算法的研究進行了比較，能夠實現實時的參數調節且不需要手動將控制算法轉換成C代碼嵌入實物系統中，極大地縮短研發周期，研發成本下降，已被廣泛應用于工業領域。3dSPACE仿真技術的發展趨勢歷經多年發展，國內外仿真應用均已發展到一個新臺階。國外發展中國和美國自60年代以來，軍事上已形成半實物的仿真設施體系。制導與控制系統的組合、多模導引頭，導彈抗干擾和其他半實物仿真均對它的研究和開發促進了效率的提高，對武器系統的研究起決定性作用。我國的發展起步晚，但是發展方向是多樣化的，其應用領域也由傳統航空航天向教育教學發展、新能源汽車，軌道交通及其他方面。由于我國在這些領域的產品需求規模較大，國家政策和技術人才等方面的扶持，均使dSPACE在當今獲得了很好的發展契機。dSPACE是一個可靠性很強的研制，仿真系統，硬件與軟件的水平也有進一步的發展。軟件方面：系統仿真建模的層次越來越高、更方便的操作界面，讓編程更智能、更有效。硬件方面：完善計算機硬件設施、拓展和兼容性改進、功能模塊小型化和集成化相統一，使得其工作穩定強大。4結語dSPACE仿真是從仿真技術置信水平上進行模擬：通過直接修改編程代碼，并將其應用于快速控制原型上進行了測試，避免了硬件對回路進行模擬時，一些采用數學模型難以模擬，不能模擬的問題。使得最后設計出來的產品在功能和性能方面更加直接，高效，因而成為系統研制工作中的有力工具，有改善研發系統之品質，縮短了研制周期，節約了研制費用。針對教學中存在的現實，快速控制原理這部分包括建模，設計，仿真，試驗等、檢測等等，深化對理論知識的認識、彌補教學手段簡單的不足、教學內容枯燥乏味等教學模式。伴隨著dSPACE仿真技術，它一定會在許多領域中扮演更重要的角色。參考文獻[1]陳韻馬清華王根苗昊春劉琳.基于dSPACE的"硬件在回路"導彈控制系統設計與仿真[J].彈箭與制導學報,2019,039(002):64-68.[2]劉超,楊春偉,崔海峰,等.基于dSPACE的ESPHIL臺架及SYNECT自動化測試系統應用[J].汽車實用技術,2019(5):5.[3]杜常清,徐懂懂.基于dSPACE的混合動力汽車控制策略半實物仿真平臺[J].自動化與儀表,2018,33(1):6.[4]彭飛帆,李曉倩,曹銘.基于dSPACE的電動汽車通信協議的研究與仿真[J].電源技術,2021(005):045.[5]陳寧,梁建鋼,朱常在.基于dSPACE的微電網半實物仿真系統及方法:,2021.[6]王德軍,于洪峰,宋增鳳,等.基于dSPACE的純電動整車控制器硬件在環仿真測試研究[J].汽車電器,2022(6):4.[7]魯慶.dSPACE半實物仿真平臺在電機與拖動實驗教學中應用[J].輕工科技,2020(8):2.[8]馮興田,孫涌銘.基于dSPACE的三相PWM整流器仿真與實驗平臺[J].實驗室研究與探索,2022(005):041.[9]楊春雨,卜令超,陳斌,等.基于PLC和dSPACE的帶式輸送機系統硬件在環仿真平臺[J].實驗技術與管理,2021(012):038.[10]任女爾,唐蘭文.基于dSPACE的車輛自動駕駛仿真系統設計[J].信息與電腦,2020,32(2):2.[11]路博凡,韓家哺,張艷偉.基于dSPACE的工業機器人運動控制系統仿真分析及實驗[J].重慶工商大學學報:自然科學版,2021,38(6):8.[12]文二霞.聚焦測試與仿真,轉型升級正當時--dSPACE首屆全球用戶大會成功召開[J].汽車制造業,2019(23):2.[1