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快速原型開發(fā)系統(tǒng)

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更新時間：2024-12-17 15:40:52瀏覽次數(shù)：91次

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  機(jī)器人綜合實訓(xùn)
  機(jī)器人視覺實驗平臺

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武漢艾克特科技有限公司

經(jīng)營模式：其他

商鋪產(chǎn)品：39條

所在地區(qū)：湖北武漢市

聯(lián)系人：李經(jīng)理

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產(chǎn)品簡介

為滿足高校機(jī)器人控制學(xué)科、機(jī)電控制學(xué)科等方向教學(xué)，助力老師更快推進(jìn)科學(xué)研究，助力企業(yè)快速開發(fā)樣機(jī)，縮短產(chǎn)品研發(fā)時間，加速成果產(chǎn)出，沈陽自動化研究所自主研發(fā)了一套實施數(shù)字與模擬混合實時異構(gòu)仿真平臺（荷角系統(tǒng)），該系統(tǒng)基于CPU+FPGA的異構(gòu)架構(gòu)下，實時Linux系統(tǒng)，能基于Matlab Simulink下快速模型化方式建立多速率模型，并能快速的部署到異構(gòu)平臺中，能實現(xiàn)硬件在回路（HIL）和快速控制原型（RCP）設(shè)計的功能，可應(yīng)用于實時仿真、控制、測試以及其他相關(guān)的領(lǐng)域。

詳細(xì)介紹

產(chǎn)品特色

PRODUCT FEATURES

1、支持RCP快速原型設(shè)計，實現(xiàn)用戶從Simulink模型開發(fā)到異構(gòu)硬件平臺的自動轉(zhuǎn)換，用戶無需懂得代碼編程技術(shù)，無需考慮硬件平臺調(diào)試、驅(qū)動開發(fā)等問題，專心把精力投入算法中，能快速的實現(xiàn)算法驗證。

2、支持HIL硬件在回路測試，加速產(chǎn)品的開發(fā)速度，模擬被控對象能降低用戶的搭建系統(tǒng)成本，測試速度更快、效率更高、實驗更安全。

3、采用實時Linux操作系統(tǒng)，多核處理器方便多任務(wù)處理，同時，實現(xiàn)自動模型分割技術(shù)，可以讓算法分核運(yùn)行到不同的CPU中，合理的劃分算法與系統(tǒng)任務(wù)。

4、支持CPU+FPGA異構(gòu)平臺自動代碼生成及部署功能，同時，支持異構(gòu)平臺間的數(shù)據(jù)回顯和在線調(diào)參。

5、IO資源支持廣泛，擁有高速同步AD、同步IO、RS232、增量/值編碼器、PWM驅(qū)動、Ethercat從站、CAN、USB等接口。單功能卡、多功能卡、多路AD/DA驅(qū)動卡、子系統(tǒng)卡、可編程功能卡等多種選擇，用戶可以靈活組合。

6、可廣泛應(yīng)用于伺服驅(qū)動產(chǎn)品及電機(jī)控制快速原型教學(xué)平臺、精密運(yùn)動控制等領(lǐng)域。

案例介紹

CASE INTRODUCED

1、光刻機(jī)仿真平臺

1）系統(tǒng)組成：

光刻機(jī)仿真平臺主要由硬件在環(huán)實時仿真機(jī)、控制器和實時通信總線三大部分組成。硬件在環(huán)實時仿真機(jī)也被稱作HIL（Hardware in the loop），它的作用為實時接收來自控制器的控制指令，模擬仿真光刻機(jī)各個子系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，并通過實時通信總線將狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給控制器。在線硬件在環(huán)實時仿真機(jī)內(nèi)部包含通訊驅(qū)動模塊以及光刻機(jī)各個子系統(tǒng)的仿真模型。

2）功能簡介：

光刻機(jī)控制屬于高精密運(yùn)動控制范疇，對系統(tǒng)實時性要求，因此本系統(tǒng)中硬件在環(huán)實時仿真機(jī)和光刻機(jī)控制器全部采用實時化操作系統(tǒng)，并依靠異構(gòu)的部署功能，將計算復(fù)雜并行度高的算法部分部署到FPGA中運(yùn)行，通過CPU+FPGA架構(gòu)，目前系統(tǒng)控制頻率可達(dá)20KHz。

硬件在環(huán)實時仿真機(jī)為用戶提供了算法模塊庫和光刻機(jī)模型搭建環(huán)境。算法模塊庫可以輔助用戶搭建光刻機(jī)仿真模型，用戶可自行調(diào)整光刻機(jī)仿真模型運(yùn)行參數(shù)。控制器為用戶提供了算法模塊庫、硬件控制模塊庫及控制模型開發(fā)環(huán)境，算法模塊庫輔助用戶快速搭建自己想要的控制算法，硬件模塊庫中的各個模塊對應(yīng)控制輸入輸出板卡中各個硬件模塊，具備硬件參數(shù)配置、在線信號下發(fā)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)視等功能。控制器還為用戶提供FPGA異構(gòu)加速板卡，用戶可以將復(fù)雜及重復(fù)性的計算算法下派到異構(gòu)計算板卡中運(yùn)行。

3）實驗結(jié)果：

控制周期20Khz測試：在VPX FPGA中嚴(yán)格按照50us同時觸發(fā)VPX控制和HIL，通信和模型計算完成后，在FPGA中監(jiān)控返回信號，檢測控制時間始終保持在50us以內(nèi)。

數(shù)據(jù)完整性測試：從控制器發(fā)送正弦信號到硬件在環(huán)實時仿真機(jī)，仿真機(jī)不做任何計算將正弦信號返回，控制器的控制模型再將返回的正弦信號顯示，如下圖1所示無任何毛刺且曲線無缺失，表明數(shù)據(jù)完整性良好。

控制模型算法驗證，上圖2所示為控制算法給出的期望方波以及仿真機(jī)返回的實際波形，由圖中可見仿真波形與實際波形幾乎重合。

2、高精密運(yùn)動控制平臺

1）系統(tǒng)組成：

本系統(tǒng)由上位開發(fā)機(jī)、實時控制主機(jī)、 FPGA IO板卡、自研功率放大模塊、商業(yè)驅(qū)動器和機(jī)械控制對像組成。其中機(jī)械對像可以是伺服電機(jī)、多自由度高精度XYR運(yùn)動平臺、尺蠖式壓電致動器等。

2）功能簡介：

針對光刻機(jī)、光學(xué)系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域，應(yīng)用自有模型化控制算法開發(fā)環(huán)境，搭配多路多信號IO板卡做為電量采集手段，高性能功放實現(xiàn)功率驅(qū)動，典型運(yùn)動機(jī)構(gòu)做為控制對像。為高精密運(yùn)動控制系統(tǒng)開發(fā)人員、研學(xué)人員，提供一套算法驗證平臺。在本臺上可以跳過基礎(chǔ)編碼器采集、驅(qū)動軟件開發(fā)等工作，直接驗證高級控制算法。由于軟變量全開放性，硬件系統(tǒng)自研，所以可以為算法開發(fā)人員提供有力的支撐。