[发明专利]一种快速控制原型系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据仿真领域，特别涉及一种实现快速控制原型的系统。

背景技术

快速控制原型技术(RCP，Rapid Control Prototyping)源自制造业的快速原型技术(RP，Rapid Prototyping)。在系统开发的初期阶段，快速地建立控制对象及控制器模型，并对整个系统进行多次离线和在线的测试来验证控制系统软、硬件方案的可行性，称这个过程为RCP。该RCP技术广泛应用于交流传动控制系统的研发过程中，以提高交流传动控制系统仿真的置信度。

参见图1，为现有的快速控制原型系统，包括主机101、嵌入式目标机102、及被控对象103。主机101安装有操作系统和仿真软件，操作系统通常为Windows，仿真软件为MATLAB、SIMULINK等，主机101通过高速以太网与嵌入式目标机102相连。嵌入式目标机102包括微处理器，例如数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)或PowerPC，负责相关数据的运算和处理。嵌入式目标机102安装有实时操作系统，如QNX、ETS等。被控对象103为现场设备，如电机等。

主机101负责实时控制程序的建模、编程、及编译等处理，并将处理的实时控制程序下载到嵌入式目标机102。嵌入式目标机102采集被控对象103的运行数据，并从主机101上下载仿真程序，运行所述仿真程序，对该运行数据进行仿真。嵌入式目标机102运行实时控制程序，根据仿真结果，控制被控对象103运行。同时，嵌入式目标机102将仿真结果传送到主机101，主机101显示仿真结果，主机101通过高速以太网与嵌入式目标机102相连，这就要求所述主机101具有高速数据处理能力，对所述嵌入式目标机102性能要求很高。由于仿真结果数据庞大，所述嵌入式目标机102传送所述仿真结果到所述主机101需要较长的时间延迟，导致所述主机101不能实时显示仿真结果。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种快速控制原型系统，仿真结果不需要在主机上显示，从而降低对目标机性能的要求，提供一种低成本的快速控制原型系统。

本发明提供一种快速控制原型系统，包括主机、目标机和被控对象，所述目标机包括下载单元、采集单元、仿真单元、控制单元、及显示单元；

所述下载单元，用于从所述主机上下载实时控制程序和仿真程序；

所述采集单元，用于采集所述被控对象的运行数据；

所述仿真单元，用于运行所述仿真程序，对所述运行数据仿真，把仿真结果传递给所述控制单元和显示单元；

所述控制单元，用于运行所述实时控制程序，将所述仿真结果转换为控制信号，利用所述控制信号控制所述被控对象运行；

所述显示单元，用于显示所述仿真结果。

优选地，所述目标机还包括运行参数设置单元，用于设置仿真程序的给定参数。

优选地，所述目标机上还包括上传单元，用于上传仿真结果至所述主机，所述主机对所述仿真结果分析处理。

优选地，所述系统还包括信号处理装置，用于对所述被控对象的输出信号进行滤波、量程变换后传递至所述采集单元。

优选地，所述采集单元包括数字输入输出通道、模拟转换通道和脉冲输入通道，分别采集开关信号、模拟信号和脉冲信号。

优选地，所述信号处理装置，用于对所述被控对象的输出信号进行滤波具体为由2阶有源滤波电路实现滤波。

优选地，所述量程变换由除法电路实现。

优选地，所述目标机安装DOS扩展器，用于扩展所述目标机的访问内存空间。

优选地，所述目标机还包括共享文件夹映射单元，用于将所述主机中的共享文件夹映射到所述目标机的本地磁盘。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过在目标机上运行所述仿真程序对所述被控对象的运行数据进行仿真，并在所述目标机上显示仿真结果，通过目标机上显示的仿真结果可以实时观测仿真状态，便于更及时地控制被控对象，保证了仿真的实时性，不需要将仿真结果上传到主机上显示，降低了主机和目标机的数据通信能力，从而降低对目标机性能的要求，提供了一种低成本的快速控制原型系统。

附图说明

图1是现有技术中实现快速控制原型的系统结构图；

图2是本发明实现快速控制原型的系统第一实施例结构图；

图3是本发明实现快速控制原型的系统第二实施例结构图；

图4是本发明信号处理时采用的Butterworth二阶滤波电路图；

图5是本发明实现快速控制原型的方法第一实施例流程图；