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> 解决方案 > 快速原型设计系统

研究背景

快速控制原型设计(Rapid Control Prototyping)是一个在原型硬件上校准控制算法的过程,快速控制原型平台通常提供了一种方法来导入数学模型,并在与实际I/O连接的基于实时操作系统的控制器上运行这些数学模型。快速控制原型设计是一种快速方便验证控制算法的方法,用户可以实时地在硬件上测试算法,为检测程序设计节省大量时间以及专注创新提高效率。下图是一个典型的RCP阶段框图,也称为V型图。



第一阶段为仿真和控制算法设计,主要利用离线仿真工具来仿真受控系统,研究与设计控制算法与控制策略。并进行离线仿真,验证控制算法与系统工作状态。

第二个阶段为快速原型设计,主要是指完成原型控制器的设计与制作,包含了硬件接口等。

第三个阶段为部署控制算法,主要指将控制算法在原型控制器上实现。

第四个阶段为硬件在环测试,原型控制器+控制算法实现后需要进行功能性和正确性的验证,此时需要用一个实时仿真器来仿真真实的系统,然后用原型控制器和实时仿真器构成闭环,测试控制器的准确性,以及故障工况下控制器是否正常工作。这一步在把控制器直接接入真实系统前是必不可少的。

第五个阶段是系统测试,完成硬件在环测试后,可以将控制器直接接入真实系统,验证其功能性与正确性。

这五步完成后便完成了RCP的流程,可以量产控制器了。由此可以见其中非常重要的环节是快速原型控制器。


远宽解决方案

远宽能源提供了一套基于PXI平台的快速原型控制系统,可以完成算法快速部署,调试等内容,帮助设计者新的控制思路(方法)能在实时硬件上方便而快捷地进行测试。该平台有如下特点:

  • 易于部署:快速高效部署控制算法,减少二次开发负担。
  • 易于联调:方便的与被控对象进行连接,快速发现控制算法中存在的问题。
  • 应用广泛:配置强大的运算器与FPGA接口,资源丰富,适用多种应用方向

使用时,用户可以在自己熟悉的环境中搭建电力电子控制算法模型,并一键下载到NI PXI的实时CPU上运行,并借助FPGA板卡采集信号与发送PWM控制脉冲,快速的实现一个电力电子原型控制系统,并能够连接实物硬件构成闭环,进行运行和控制的相关测试。这个过程中无需用户进行额外的编程工作,操作方便简单,能够减少额外的软件学习时间,提高研发、测试、实验的效率。系统架构如下图所示:






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