基于模型的控制系統(tǒng)開發(fā)驗證平臺設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文分析了現(xiàn)代控制系統(tǒng)的設計方法,針對如何利用FPGA提升實時仿真系統(tǒng)在高速仿真領域的性能,以及如何建立通用型設計驗證平臺等問題,根據基于模型的設計流程,提出了FPGA作為副處理器的實時仿真系統(tǒng)架構,該方法很大程度上提升了實時仿真系統(tǒng)在高速控制系統(tǒng)仿真中的表現(xiàn)。為了實現(xiàn)這種基于模型的設計開發(fā)方式,我們開發(fā)了一套基于模型的控制系統(tǒng)開發(fā)驗證平臺。在實時仿真系統(tǒng)的基礎上融入FPGA開發(fā)技術,并通過全新設計的插件式軟件將Matlab/Simul

2、ink和FPGA板卡無縫連接,簡單快捷地調試控制器模型,并利用FPGA板卡上的電路接口進行半實物仿真。
　　平臺基于新型高性能實時仿真機HiGale設計,在HiGale系統(tǒng)中插入一個或多個擴展功能的FPGA板卡模塊,此模塊以3U CPCI板卡形式設計,板載一枚Xilinx的Sparten-6系列FPGA用于運行高速控制模型,可以直接安裝在HiGale機箱中用于控制系統(tǒng)仿真測試。同時,結合Matlab HDL coder工具設計一款

3、FPGA自動代碼下載軟件——HAC,可以將控制系統(tǒng)模型和板卡接口驅動模型快速便捷地下載到FPGA板卡,并能與實時仿真軟件無縫連接。
　　最后,以當前應用較廣泛的電機控制系統(tǒng)為應用對象,搭建一套電機HIL仿真平臺,對比傳統(tǒng)的控制方式10us以上的控制速度,此平臺繞過了CPU和PCI并行總線,將電機模型放在FPGA中運行,大大提高了實時仿真技術在高速電機領域的應用。一方面用于測試電機應用的控制算法,另一方面驗證了基于模型的控制系統(tǒng)開發(fā)

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