详解快速控制原型RCP与硬件在环仿真HIL

控制器软件开发的v流程中,有两个需要通过实时仿真完成的重要环节,即快速控制原型(rcp)与硬件在环仿真(hil)。
我相信有很多朋友都对这两个概念早有耳闻,但是它们真正的作用是什么呢?在现实中,我们又该如何区分rcp和hil呢?
接下来的时间里,本文就将参考speedgoat实时仿真方案,彻底解开您的疑惑!
知识点1:什么是快速控制原型?
快速控制原型(rapid control prototyping,简称rcp),话不多说,咱们先看公式:
rcp=假的控制器+真的被控对象
在控制器开发中,如果我们使用实时仿真机运行simulink算法,控制实际的物理对象(如开关,电机,阀门等)。此时,我们的speedgoat实时仿真机,就已经成了一个便捷的原型控制器。
凭借这个原型控制器,软件工程师可以在很短的时间内,完成算法的功能验证,故得名为快速控制原型。
在传统的控制器开发流程中,算法的进一步验证,需要工程师自己去开发一套硬件,并且自行编写调用硬件资源的代码,然后把控制算法部署到硬件里。而且,在后续测试中,一旦发现问题,就可能要把上面的步骤重来一遍!
这种方法,别说开发者了,我猜屏幕前的朋友们看着都觉得繁琐。更何况,这些冗长的步骤,还给我们的潜在用户,带来了更加冗长的账单。
对于这些用户,他们有一个强烈的需求,就是:有人能给他们提供一个成熟的、无bug的硬件,同时给他们提供这个硬件的底层(一般是simulink驱动模块),让他们能够直接将应用层算法下载到这个硬件中,使得他们可以直接用这个硬件去控制被控对象,在实时的环境中验证应用层算法。
so,快速控制原型(rcp)应运而生!
它最大的意义就在于,帮助用户快速地构建一个原型控制器,这个原型控制器可以跟真实被控对象相连,在实时环境下验证用户的应用层算法。
知识点2:什么是硬件在环仿真?
硬件在环仿真(hardware-in-loop,简称hil),同样的,咱们先看公式:
hil=真的控制器+假的被控对象
没错,rcp和hil这两个听上去感觉很像的概念,其实是完全相反的!硬件在环仿真(hil)时,运行在实时机中的simulink被控对象模型(模拟被控对象),受真实控制器的控制,以此对控制器进行测试。
硬件在环仿真(hil)可以适用于几乎所有嵌入式控制器的功能测试和验证,尤其是在汽车领域应用颇多。
实车测试之前,预先通过hil对控制器做一个全面的功能测试,提前暴露和解决控制器的bug,大幅度减少实车测试的时间、人力和资金成本。
硬件在环仿真(hil)的核心就在于实时仿真机。一般而言,被控对象模型比控制算法模型复杂,所以要求运行hil的实时仿真机,算力更强,cpu配置更高。
要易于将simulink模型编译、下载到实时仿真机中,具备灵活且丰富的io和通讯接口,能够满足不同应用的需求(一般还需要搭配额外的拓展板卡)。
配置 规格
cpu intelxeon 6核4.0ghzcpu
实时操作系统 simulink  real-time
matlab版本支持 r2021a及以后版本
内存 8gb  ram
存储空间 120gb  ssd
视频接口 1 xhdmi和1 x displayport
上位机接口ethernet 1路千兆以太网端口,用于与上位机的通讯
千兆网口 1路千兆以太网端口,支持ethercat master,real-time udp,tcp/ip以及xcp  master协议
串行接口 2路rs232端口,最高支持波特率115kbps
机箱外壳 4u  19寸铝合金外壳
供电 ac  100-240v, 50/60 hz
一种典型配置
在实际的使用中,仿真主机一般要搭配其他的设备,形成一套完整的hil测试设备,根据设备的形态,又可分为两类:桌面式和机柜式。
① 机柜式
一般汽车领域用的多。汽车领域的硬件在环仿真设备,已经有了一定的标准,涉及到很多部件,桌面式的设备已经难以容纳这些设备,所以会做成机柜的形式,把这些设备都集成在一个大机柜中。
②桌面式
一般而言,其他领域的硬件在环仿真设备相对没那么复杂,可以直接摆放在桌面。
学习完毕,现在是礼物时间!
首先自我介绍一下,我们上海熠速信息技术有限公司(简称“熠速”),2017年3月成立于中国上海,是一家持续和快速成长的高新技术企业。
作为speedgoat在中国的独家代理,我们围绕嵌入式系统开发和测试,为用户提供硬件在环仿真系统(hil)、快速控制原型(rcp)、电机控制算法开发等覆盖各类控制器的解决方案。
汽车领域实时仿真解决方案矩阵图
目前熠速在北京、成都、广州、深圳都设有分公司,服务当地片区客户。熠速坚持“以客户为中心、为客户创造价值”的宗旨,第一时间为客户您提供优质且专业的服务!


基于人工智能的多模态机器人传感系统
电力电容器电压等级选择
玻璃釉电容器的结构与特点
一种改进的无线传感器网络非测距定位算法
探析工业APP诸多要素的关系与内涵
详解快速控制原型RCP与硬件在环仿真HIL
风光互补系统在地质灾害中的应用
简道云免费版来袭,让无代码开发惠及更多组织
2020年第三季度小米成为国产手机市场销量冠军
立足整个信号链需求 意法半导体音频解决方案
电气守护者:揭秘TVS二极管的神奇力量
未来的区块链技术会对电商有怎样的影响
OTFDEC硬件模块基于STM32H735G-DK板的验证研发
OneMO模组说:Cat.1行业市场大有可为!
一位野生程序员的真实经历
多功能全天候歼-16战斗机阵容不断扩大,或将投入战斗
三星发布首款集成5G的处理器Exynos 980,用8nm工艺打造
2022~2023高峰年度,5G基站PCB单年度需求为210~240亿元
电流检测电阻的要求及特点
PCB设计的常见问题说明