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水下航行器半实物仿真系统

2023-04-29 15:44:25 15471

 一、概述

水下航行器半实物仿真系统为控制系统的设计、仿真及验证提供支持手段。可完成任务规划模型、运动控制模型、水动力学模型、舵机模型、推进器模型等模型的实时仿真,具备相应的硬件接口和配线系统,可灵活接入规划计算机、运动控制计算机等真件设备,支持与总线仿真系统、态势仿真和三维视景等构成完整的地面集成验证平台。

二、系统结构

水下航行器半实物仿真系统主要包括仿真管理计算机、实时仿真机和综合配线系统,通过以太网Redis接口与上位系统交联,通过CAN总线等IO接口与用户真件设备交联。

水下航行器半实物仿真结构图.jpg

三、特征优势

快速控制原型(RCP):支持对运动控制器等艇载计算机进行快速控制原型仿真,大幅加速控制算法的设计与迭代过程。

硬件在环(HIL)测试:可实时计算高精度水动力学等被控对象模型,提供I/O接口,可接入真实控制器,完成严格的硬件在环测试。

实时分布式仿真:支持多台仿真机协同工作,实现微秒级时钟同步与高速数据通信,满足复杂系统并行仿真需求。

通讯协议验证:支持对控制器、上位机等设备的各种通讯协议(如CAN)进行解析与验证。

模型开发与代码生成:支持MATLAB/Simulink、MWORKS等图形化建模工具,并能自动生成高效实时代码,支持与手写C代码的无缝集成。

全流程仿真功能: 提供从代码下载、模型运行控制、在线参数调整到数据监视的一体化功能,并配备图形化操作界面,简单易用。

综合故障注入:可模拟注入执行器失效、传感器偏差、通讯中断等多种故障,全面测试控制系统的鲁棒性和容错能力。

四、应用领域

系统适用于水下航行器控制系统的设计开发、测试验证与人员培训领域。它为控制算法快速原型开发、硬件在环测试、通讯协议验证、系统故障模拟及综合效能评估提供了完整的解决方案。