实验室有一套dSPACE，小东西30w可不能当摆设呀！！

从0开启dSPACE之路（1）

dSPACE功能及其组件介绍dSPACE功能及组件介绍

从0开启dSPACE之路（1）
- dSPACE名词解释
- dSPACE介绍
- - dSPACE系统产生的意义
  - dSPACE的功能
  - dSPACE组件
  - - dSPACE实现软件组件
    - dSPACE实验软件组件
    - dSPACE硬件组件
  - dSPACE开发流程
  - - Step 1 在Matlab/Simulink中搭建控制模型
    - Step 2 采用RTI库进行替换
    - Step 3 采用RTI进行编译及下载
    - Step4 试验
    - 开发流程图

dSPACE名词解释

dSPACE:digital Signal Processing and Control Engineering -数字信号处理和控制工程
DSP:Digital Signal Process -数字信号处理
ECU:Electronic Control Unit -电控单元
RCP:Rapid Control Prototyping -快速控制原型

在开发的初期阶段，快速地建立控制对象及控制器模型，并对整个控制系统进行多次的、离线的及在线的试验来验证控制系
统软、硬件方案的可行性。这个过程我们称之为快速控制原型（RCP）。

这个过程就是等同于在simulink中搭建了模型，然后离线仿真。

RCP中dSPACE实现了控制器的作用。
HILS:Hardware in the Loop Simulation -硬件在回路仿真

在完成控制器设计后，在投放市场前必须对其进行详细的测试。如果按传统的测试方法，用真实的对象或环境进行测试，无论是人员、设备还是资金都需要较大的投入，而且周期长，不能进行极限条件下的测试，试验的可重复性差，所得测试结果可记录性及可分析性都较差。现在普遍采用的方法是：在产品上市之前，采用真实的控制器，被控对象或者系统运行环境部分采用实际的物体，部分采用实时数字模型来模拟，进行整个系统的仿真测试，这个过程我们称之为硬件在回路仿真（HILS）。

HILS中dSPACE实现了某一设备或环境。
RTI：Real Time Interface -实时交互从方框图自动生成代码并下载

RTI 是连接dSPACE 实时系统与软件开发工具MATLAB/Simulink 之纽带。利用这些框图无需编写任何代码就能完成包括I/O 接口及初始化过程的全部设置。同时通过对RTW 进行扩展，可实现从Simulink 模型到dSPACE 实时硬件代码的无缝自动下载。这使用户完全致力于实际设计过程并能迅速完成设计的更改，费力的手工编程已成为过去。

RTI就是对Simulink中的一个库里面包含了很多的元件，用于替换原来Simulink的I/O口，实现和真实系统连接。
RTW:Real Time Workshop -实时工作台从Smulink方框图自动生成c代码

RTW 与dSPACE 的RTI联合可完成从方框图到dSPACE 实时硬件的无缝转换。

RTW的作用就是把Simulink的方框图自动编程为c语言代码下载到硬件中，便于后面执行。
CDP：Control Development Package 计算机辅助控制系统工具包
包含下列工具:
- MATLAB
- Simulink
- RTW(Real Time Workshop)
- RTI(Real Time Interface)
- 交互工具 ControlDesk
利用CDP就可以完成从系统建模，分析，离线仿真知道实时仿真的全过程。

dSPACE介绍

dSPACE系统产生的意义

硏究者在进行控制算法硏究时，需要一个方便而又快捷方法对其进行验证。基于实时的硬件平台，实现用 MATLAB/ Simulink开发的控制算法，并且对控制算法实时在线调试，可以很快地进行反复设计，反复试验直到找到理想的控制方案。

因此，开发一个实时硬件测试平台，具有重要意义对一些大型的科研应用项目，如果完全遵循过去的开发过程，由于开发过程中会有软件的更改、控制器存在缺陷、硬件环境的不可靠等不明因素的存在，使得项目周期长、费用高，甚至还可能导致项目的失败。

因此，在开发的初期阶段就引入各种试验手段，并有可靠性高的实时软/硬件环境做支持，有助于科研的研究，达到事半功倍的效果。

另外，当产品型控制器生产出来后，由于控制对象可能还处于研制阶段，或者控制对象很难得到，这就需要找到合适的方法能在早期对立地完成对控制器进行测试。
这些问题概括为两种：快速控制原型（RCP）和硬件在回路仿真（HILS）。

dSPACE的功能

dSPACE实时仿真系统是由dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink 的控制系统开发及测试的工作平台，实现了和MATLAB/Simulink 的完全无缝连接。dSPACE 实时系统拥有具有高速计算能力的硬件系统，包括处理器、I/O 等，还拥有方便易用的实现代码生成/下载和试验/调试的软件环境。这样，在dSPACE 强大能力的支持下，就可以很好地解决实时硬件测试的问题：

RCP问题：在控制系统开发的初期，把dSPACE 实时系统作为控制算法及控制逻辑代码的硬件运行环境。通过dSPACE 提供的各种I/O 板，在原型控制算法和控制对象之间搭建起一座实时的桥梁，让控制工程师将全部精力放在控制算法的研究和试验上，从而开发出最适合控制对象或环境的控制方案。
HILS问题：当产品型控制器制造完以后，还可以用dSPACE 实时仿真系统来仿真控制对象或外环境，从而允许对产品型控制器进行全面、详细地的测试，甚至连极限条件下的应用也可以进行反复测试。在dSPACE 试验工具软件的帮助下，测试工程师不用再象过去那样用一大堆的信号监测仪器费力地监测各种试验信号，而只需在计算机屏幕上随时观看测试工具软件记录下的各种信号和曲线即可。从而大大节约测试费用，缩短测试周期，增加测试的安全性及可靠性。

dSPACE组件

dSPACE完整的系统包含软件组件和硬件组件

dSPACE实现软件组件

Matlab/Simulink/RTW
RTI
编译器 DS1103 DS1104 DS1005 C编译器

包含汇编工具，运行库，高效的c优化工具

将Simulink中的图形化语言编译为c语言，硬件识别后运行

dSPACE实验软件组件

ControlDesk
ControlDesk 是dSPACE 开发的新一代实验工具软件。虽然控制器的开发及仿真模型的建立使用的是MATLAB/SIMULINK，但是，一旦模型已经通过RTI 实现并下载到实时硬件中，余下的工作就由ControlDesk 来完成。

当用户使用d SPACE的RTI软件完成建模并用RTW产生可执行目标代码及**系统描述文件(*.sdf)**后，就可以将实时代码的下载、信号监视及参数调整任务交由Control Desk软件来完成。

ControlDesk就开始接管实验啦！后续的操作都在这个软件上进行了！

功能：
1. 对实时硬件的图形化管理
  
  Control Desk可以方便对硬件进行注册和管理，并利用Windows拖放方式方便的完成目标程序的下载，用START和STOP来控制实时程序的启动和停止。
2. 用户虚拟仪表的建立
  
  用户可以从仪表库中采用拖放方式建立所需的虚拟仪表，通过建立的虚拟仪表与实时程序进行动态数据交换、跟踪实时曲线、完成在线修改参数，并能记录实时数据，实现实时数据回放等。
3. 变量的可视化管理
  
  Control Desk 可以以图形方式访问 RTI 生成的变量文件（*.par），通过拖放操作在变量和虚拟仪表之间建立联系，除了访问一般变量外，还可以访问诸如采样时间、中断优先级、程序执行时间的等其他与实时操作相关的变量。

dSPACE硬件组件

dSPACE针对不同的用户需求，分为智能化单板系统和标准组件系统两种可供选择的硬件方案

智能化单板系统

dSPACE的单板系统有DS1103和DS1104两种型号，DS1103 PPC控制器板是目前所有单板系统中功能最强大、I/O最丰富的开发系统，其价格比DS1104 PPC控制器板要高。智能化单板系统使得RCP更加方便易行。
标准组件系统

dSPACE标准组件系统以DS1005或DS1006为核心构造，每个dSPACE标准组件板都至少配置了一块处理器板。

dSPACE开发流程

Step 1 在Matlab/Simulink中搭建控制模型

这个过程就是在simulink中搭建仿真模型，进行模拟的实验。

Step 2 采用RTI库进行替换

把step1中simulink仿真中与实物相连接的部分采用RTI库中的模块进行替换，就是用硬件接口关系代替原有的逻辑上的虚拟的接口。

这样就把simulink中的控制部分和实物部分连接了起来，例如逆变器、电机。

Step 3 采用RTI进行编译及下载

step2完成后，还是停留在simulink的框图上，step3是利用RTW工具自动把你用simulink搭出来的框图，采用RTW Build将图形化的语言转化为外部硬件能理解的c语言。实时代码生成到实时硬件中。

Step4 试验

利用dSPACE实验工具进行实验过程中的交互操作

开发流程图

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