Példák a valós idejű gép használatára
Jó napot, kedves közönség!
Gyakorlatom során gyakran találkozom egy olyan helyzetben, amikor egy beszélgetés során egy bizonyos "valós idejű gépet" említek, egy egymillió társulás a beszélgetőpartnernek a múltjához képest elmulasztja a sajnálatos módon a beszélgetés témájához nem kapcsolódó témákat.
Az első cikkben szeretnék rávilágítani erre a témára egy olyan címmel, amely olyan szokatlan hangzást jelent az orosz nyelvű mérnöki közönség számára.
Mindazok, akik az irányítási algoritmusok és a fizikai modellek futtatását szeretnék érdekelni a Simulink modellek formájában kemény valós idejű módban, minimális munkaerőköltséggel - kérdezem a szabályok szerint!
Figyelem, sok kép!
Így egy rövid meghatározás:
- A valós idejű gép egy olyan számítógép, amelyet a feladatok széles körének valós idejű végrehajtására terveztek.
A rövid meghatározás magyarázata:
- A feladatok széles köre magában foglalja az egyetemességet és a redundanciát a szoftver- és hardverelemekben. A legtöbb ilyen számítógép (ipari számítógép, amelyet nem szabad összetéveszteni a személyi számítógéppel) gazdag bemeneti és kimeneti eszközökkel rendelkezik interfész kártyák és illesztőprogramok formájában.
- A valós idejű működés követelménye az, hogy a PC-nek valós idejű operációs rendszert kell futtatnia. Vannak kivételek ez alól a szabálytól, a szabad számlázási rendszert nem törölték.
Vannak kivételek - vannak összetett szimulátorok több gép, és nem input-output kártyák, és nem ipari kivitelezés, és lágy valós idejű. De ismét, leggyakrabban - ez egy olyan IBM kompatibilis számítógép, amely hardveres és szoftveres összetevőket tartalmaz, amelyek lehetővé teszik, hogy kemény valós idejű munkát végezzenek.
Az orosz nyelvű irodalomban és a mindennapi életben gyakoriak a szoftver-hardver szimulátor és a félig természetes modell. Nézetem szerint nem teljesek. Mivel a "modellek szimulációja" nem az eszköz egyetlen funkciója.
A gyártók listája ilyen megoldások meglehetősen kiterjedt. A Speedgoat termékét fogom venni. akivel elég szerencsés voltam ahhoz, hogy keményen dolgozzak.
Az alábbiakban a példák alapján megpróbálom feltárni az ilyen gépek használatának lényegét.
A mérnökök egy elektromos meghajtót fejlesztenek. Van egy modell a Simulink-ban. amelyben a vezérlő alrendszert (vezérlőrendszert) az ellenőrző rendszer mérnöke fejlesztette ki, és a növényi alrendszer (motor modell) a fizikai modellezési osztály mérnöke.
Feladat: A vezérlőnek nincs hardver prototípusa még, és nem világos, hogy mikor lesz. Nincs sem a motor prototípusa, sem pedig ijesztő, hogy összekapcsolja egy még mindig nyers vezérlőrendszerrel.
Megoldás: Valós idejű gépet használjon a vezérlőrendszer gyors prototípusainak megmunkálásához. És még egy gép, de produktívebb, hogy valós időben fusson a motor fizikai modelljéhez. Az ilyen gépek közötti interfészek azonosak lehetnek és meg kell egyezniük egy valós motor és egy vezérlő között. Ez a köteg neve HIL-Hardware-In-The-Loop. Egyszerű - szoftver hardver szimulációval. Lehetővé teszi a korai szakaszokban, hogy integrálják és teszteljék az ellenőrzési algoritmusokat a valós idejű vezérlő objektummodellel együtt, figyelembe véve az adatátviteli környezetnek az eszközök közötti hatását.
Az alábbi ábra a folyamat diagramját mutatja. A vezérlőrendszer valós idejű gépje védett változatban is biztosítható a későbbi elhelyezéshez. A fizikai modellhez használt gépnek produktívabbnak kell lennie - a képen jobbra. Az algoritmus és a modell az egérrel egy kattintással átkerül a valós világba, és a programozó segítség nélkül elvégezheti a mérnököt, és az RTOS árnyalatainak mély megértése nélkül.
Ugyanaz a csapat. Volt egy prototípusú motor, a prototípusvezérlő még mindig csak fejlesztés alatt áll.
Feladat: Meg kell vizsgálni a vezérlőrendszert egy valódi vezérlő objektumon.
Megoldás: A vezérlő rendszert már tesztelték a motor modelljén, amikor PC-t dolgoztak. Akkor még teljesebb a HIL módban. Most, amikor volt valódi prototípus - nem olyan szörnyű, hogy fut. Mivel a legtöbb hiba már elkapott, és csak a rendszer működését kell érvényesíteni.
Lehetséges, hogy a vezérlő objektum már a kezdetektől fogva volt. Ezután egy gyors átmenet egy vezérlőrendszer modellről egy működő hardverrészre nevezhető Rapid Prototyping vagy Rapid Prototyping.
Ismét ismerős csapat. A vezérlő első mintája felszabadult.
Feladat: Az első mintát valószínűleg több kilowattos motorhoz kell csatlakoztatni
PLC Siemens + Speedgoat valós idejű gép
A fejlődés utolsó fázisa.
Feladat: 100500 tesztet kell végrehajtani egy valós meghajtón, és dokumentálni kell az eredményeket a lehető legrövidebb idő alatt.
Megoldás: A valós idejű gép a tesztágyak középpontjául szolgálhat - tesztelési forgatókönyveket generál és fenntarthatja a szükséges paraméterek naplót. A MATLAB-ban létrehozhat egy nemlineáris tesztszkriptet, amelyet az eredmények alapján automatikusan újratervezhet. A dokumentációs generátor segít Önnek a jelentés elkészítésében a kívánt formátumban.
Amint az a példákból látható, ugyanazt a gépet újra felhasználhatjuk különböző felhasználásokban. De még mindig lehetetlen egységesíteni ezeket az eszközöket - a funkcionalitásnak megfelelően van egy bizonyos eloszlás. A Speedgoat vonalzó például így néz ki:
Az oktatási verzió mérhetetlen öröm bármely műszaki egyetem laboratóriumának.
Ha ilyen a laboratóriumban, akkor lehet egy meghatározott időtartamú tanúsítás, például egy sokkal fejlettebb projekt megvalósítása.
A Speedgoat belsejében lévő valós idejű gép Robot Cheetah a MIT-től:
És kettőt hoztam Naberezhnye Chelny-nek a KFU ágazat irányítási rendszerének osztályához.
Van egy másik ötletem, hogy részletesebben kiemeljem az alábbi kérdéseket.
nevezetesen:
- C / C ++ / Verilog / VHDL kód létrehozása
- Hardver, I / O kártyák
- Szoftverkörnyezet, RTOS, BIOS
- Hibaelhárítás valós időben (külső mód)
Köszönjük az olvasást!