摘要:
本文主要關注于運行環境仿真系統的開發研究,介紹了基于案例的動態仿真模型庫和基于虛擬儀器技術的硬件在環測試系統的開發方法。最后給出了一個洗衣機主控板測試系統的具體例子。
關鍵詞:
仿真,虛擬儀器,測控,硬件在環
1. 前言
現代工業面對了越來越多的挑戰:激烈的市場競爭和環境保護方面政府的嚴格約束。針對這些挑戰的主要策略是減少新產品的設計和測試時間,減少開發費用,減少產品投入市場的周期。解決這些問題的方法主要是產品開發和過程設計中CAD/CAE/CAM技術的有效利用。在兩個最困擾機電產品設計和開發人員的主要問題中,第一是如何合理選擇部件和子系統以滿足系統需求,第二是如何在低成本條件下測試系統性能。仿真技術則成為了解決上述問題的答案。仿真實驗分析技術對于利用實際部件和系統的實驗數據獲得深入的知識和了解非常有幫助。計算機仿真為在變條件和不同參數的情況下描述和分析系統行為提供了可能。同時,可以獲得足夠數量和質量的分析數據。它具有不需要實際工作環境,不需要復雜加載系統等許多優點,這些優點給技術開發人員指出了一條非常具有吸引力的方向。
過去,仿真技術的研究主要集中于仿真工具方面,而對于現代機電系統,則相對忽略了仿真模型的精度和功能準確度。不管仿真工具如何先進,不合適的仿真模型肯定會導致錯誤的仿真結果。這是現代仿真技術面對的主要問題。
虛擬儀器技術使用主流計算機技術,并結合了創新、靈活的軟件模塊,高性能的硬件技術創造了強大的以計算機為基礎的儀器解決方法。虛擬儀器技術的領導者,國家儀器,發布了一整套軟、硬件工具用于建立測控應用。他們為仿真系統和仿真模型的開發提供了一個良好的基礎。
運行環境仿真系統的研究首先集中于仿真模型,精確建立一個針對機電部件和系統的動態案例仿真模型庫。
這個動態仿真模型庫具有三個優點:
a)它提供了一個基于案例推理技術的仿真模型分類結構,它可以動態調整模型數據庫結構以滿足實際系統需求;
b)它具有測試仿真模型和真實系統匹配度的功能;
c)它具有一個系統辯識工具,可以從實際的實驗結果中提取精確模型,并重構動態模型庫。這些優點可以有效解決以前靜態模型庫帶給仿真實驗的問題:動態仿真模型庫具有動態和自適應的能力,可以滿足更加廣泛的需求。運行環境仿真系統另一個關注的是建立硬件在環測試系統。以虛擬儀器技術為基礎,這項工作變的更加容易。具體的結構和開發方法將在后面介紹。
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