實(shí)時(shí)仿真？硬件在環(huán)？RCP？HIL...這些詞是否還有些傻傻分不清呢？本期將帶大家從零走近實(shí)時(shí)仿真，快來Get吧。

如何理解“實(shí)時(shí)仿真”？

實(shí)時(shí)仿真是結(jié)合了虛擬元素與實(shí)際物理元件的一種仿真技術(shù)。

一個(gè)完整的系統(tǒng)可以被分為控制系統(tǒng)與被控對(duì)象，當(dāng)其中任何一部分以實(shí)時(shí)仿真的形式出現(xiàn)，則稱之為實(shí)時(shí)仿真。

實(shí)時(shí)性能夠保證仿真系統(tǒng)與真是物理尺度的時(shí)間保持高度一致，因此，實(shí)時(shí)性是實(shí)時(shí)仿真的必要性因素。

仿真模式

根據(jù)控制系統(tǒng)和被控對(duì)象的形式不同，會(huì)有3種不同的仿真模式。

第一種：快速原型控制系統(tǒng)（RCP），由實(shí)時(shí)仿真的控制系統(tǒng)和真實(shí)被控對(duì)象組合而成。

在快速原型控制系統(tǒng)中，利用快速原型控制器將圖形化建模的控制算法模型快速實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，與實(shí)際的被控對(duì)象連接起來進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試。

RCP的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠大量節(jié)省用戶在嵌入式芯片上重新編寫和實(shí)現(xiàn)算法的時(shí)間。

第二種：硬件在環(huán)回路仿真（HIL），由真實(shí)的控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)仿真的被控對(duì)象組合而成。

在硬件在環(huán)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)仿真的被控對(duì)象通過IO信號(hào)或者通信，與控制系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)，來對(duì)弱電的控制器進(jìn)行測(cè)試。

HIL的優(yōu)點(diǎn)在于它可以根據(jù)需要靈活變化拓?fù)?，以測(cè)試不同的系統(tǒng)。同時(shí)，它也能為研發(fā)人員節(jié)省財(cái)力，避免過度把經(jīng)濟(jì)投入到被控對(duì)象的實(shí)體建立上。

最重要的是，HIL系統(tǒng)具有很強(qiáng)的安全性，能夠以弱電的形式模擬很多復(fù)雜且危險(xiǎn)的工況。

第三種：模型在環(huán)回路系統(tǒng)，由實(shí)時(shí)仿真的控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)仿真的被控對(duì)象組合而成。

對(duì)于模型在環(huán)系統(tǒng)來說，無(wú)論是仿真測(cè)還是控制測(cè)，都實(shí)現(xiàn)了脫離實(shí)物的控制，可以通過控制信號(hào)和模擬信號(hào)來傳達(dá)信息，并由上位機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。

實(shí)時(shí)仿真具有寬廣的應(yīng)用前景和潛力，可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、新能源、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。

審核編輯：湯梓紅