EICASLAB - EICASLAB
| Fejlesztő (k) | EICAS Automazione SpA |
|---|---|
| Operációs rendszer | Windows/Linux |
| típus | Technikai számítástechnika |
| Engedély | Szabadalmazott |
| Weboldal | www.eicaslab.com |
Az EICASLAB egy szoftvercsomag, amely laboratóriumot biztosít az automatikus vezérléstervezéshez és az idősoros előrejelzéshez, amelyet az Európai Közösség által az Innovációs Program keretében finanszírozott IPS-2001-42068 európai ACODUASIS projekt végső eredményeként fejlesztettek ki. A projekt - élete során - célja az volt, hogy a robotikai területen megteremtse az automatikus vezérlés új módszertanának tudományos áttörését.
Az ilyen tudástranszfer megkönnyítése érdekében az EICASLAB -ot „automatizált algoritmus- és kódgeneráló” szoftvermotorral látták el, amely lehetővé teszi a vezérlőalgoritmus -algoritmus megszerzését még az elmélet és a módszertan alapos ismerete nélkül is, amelyek egyébként a hagyományos vezérléstervezéshez általában szükségesek. módszertanok.
Az EICASLAB-ot más, a robotikával foglalkozó európai kutatási projektekben (ARFLEX IST-NMP2-016880 és PISA Project NMP2-CT-2006-026697) és az autóiparban (HI-CEPS TIP5-CT-2006-031373 és ERSEC Project) elfogadták és ténylegesen is alkalmazzák. FP7 247955). Az EICASLAB -ot az európai iparágakban, kutatóintézetekben és tudományos körökben használják a tudományos és műszaki szakirodalomban dokumentált vezérlőrendszerek és idősor -előrejelzések tervezésére.
Az EICASLAB eszközöket tartalmaz az üzemek modellezésére, a beágyazott vezérlőrendszerek tervezésére és tesztelésére , segítve a vezérlési stratégia tervezési folyamatának fázisait, a rendszerkoncepciótól a vezérlőszoftver -kód létrehozásáig a végső célhoz.
Szoftverszervezés
Az EICASLAB egy szoftvercsomag, amelyet egy MASTER nevű főprogram alkot, és amely segíti és irányítja a vezérlés tervezési lépéseit egy sor eszközzel, ill.
- a SIMBUILDER eszköz, amely az üzem szimulációs modelljeinek és a vezérlő algoritmusoknak a programozására szolgál;
- a SIM eszköz, amely a vezérlő algoritmusok szimulációjára és teljesítményének értékelésére szolgál;
- a POST eszköz, amely az eredmények elemzésére szolgál a rögzített szimulációs adatok utófeldolgozása révén;
- az MPI/CPO eszköz, amely a modellparaméterek azonosítására és a vezérlőparaméterek optimalizálására szolgál;
- az RCP Manager eszköz, amely a Rapid Control Prototyping tevékenységek kezelésére szolgál;
- a SLOW MOTION eszköz, amely a terepen végrehajtott kísérleti kísérletek offline ismétlésére szolgál, speciális hibakeresési és hangolási célokra.
A tervezési fázisok vezérlését támogató funkciók
A rendszerkoncepció támogatása
Az EICASLAB a következő funkciókat tartalmazza a rendszer koncepciójának támogatására:
- Többprocesszoros vezérlő architektúrák tervezése
- Többszintű hierarchikus vezérlő algoritmusok tervezése
A hardverarchitektúrákat, beleértve a többprocesszorokat, és a szoftver architektúrákat, beleértve a többszintű hierarchikus vezérlést, figyelembe vesszük. A vezérlőszoftver a tervező által a különböző processzorokhoz rendelt funkciókra van felosztva. Minden vezérlőfunkciónak saját mintavételi frekvenciája és végrehajtási időablaka van, amelyeket a tervező az EICASLAB ütemezővel ütemez .
Az adatok cserélhetők az azonos processzorhoz rendelt vezérlőfunkciók és az üzemirányítási rendszerhez tartozó különböző processzorok között. Figyelembe veszik az adatátvitel késleltetési idejét.
A C -ben generált végső „alkalmazási szoftver” fájlokra van osztva, amelyek mindegyike egy adott processzorhoz kapcsolódik.
Rendszerszimuláció támogatása
Az EICASLAB speciális munkaterületeket tartalmaz az „üzemvezérlőhöz” kapcsolódó algoritmusok és szoftverek kifejlesztéséhez, optimalizálásához és teszteléséhez, beleértve az „ automatikus vezérlést ” és a „pálya létrehozását”, valamint az üzemre ható „ zavarokat ”. Egy ilyen feladat elvégzéséhez három különböző munkaterület áll rendelkezésre az alábbiak szerint.
- Az üzemterület, amelyet a növény dinamikus viselkedésének szimulálására használnak a „finom finommodell” segítségével,
- Az automatikus vezérléshez és a pálya létrehozásához kapcsolódó funkciók tervezéséhez használt vezérlőterület,
- A missziós terület, amelyet a szimulált kísérletek megtervezéséhez használnak. Két részre oszlik, az üzemi feladatra és az ellenőrző feladatra. Az első a szimulált kísérletek során az üzemre ható zavart generálja, és minden egyéb eseményt ütemez az üzem teljesítményével kapcsolatban, például a berendezés paramétereinek változásait. A második generálja a gazdaparancsot, amelyet el kell küldeni az üzemvezérlésnek a szimulált kísérletek során.
Támogatás az algoritmus tervezés vezérléséhez
Az EICASLAB a következő eszközöket és szolgáltatásokat tartalmazza a vezérlőalgoritmus tervezésének támogatásához:
- AAG: Automatikus algoritmusgenerálás
- MPI: Modellparaméterazonosítás
- CPO: Vezérlőparaméterek optimalizálása
Az automatikus algoritmusgeneráló eszköz, az „egyszerűsített üzemi modellből” és a „szükséges vezérlő teljesítményből” kiindulva generálja a vezérlő algoritmust. Az üzemtervezési adatok alapján az alkalmazott vezérléstervezési módszertan lehetővé teszi a vezérlők garantált teljesítményű tervezését anélkül, hogy bármilyen hangolást igényelne a területen, annak ellenére, hogy elkerülhetetlen a bizonytalanság, amely mindig fennáll az üzemtervezési adatok alapján felépített matematikai modellek között. üzem tényleges teljesítménye (a kontroll alapjait bizonytalanság esetén lásd). A tervező három vezérlési alapséma közül választhat, és mindegyikhez lehetősége van különböző bonyolultsági szintű vezérlőalgoritmusok kiválasztására. A szintézis során az automatikusan generált vezérlést három művelet eredménye végzi:
- a nyílt hurkú művelet, amelyet az üzemegyszerűsített modell alapján kiszámított referenciajelek nyomon követéséhez szükséges parancsok adnak meg;
- a növényi zavar kompenzációját, amelyet a növényállapot -megfigyelő által előre jelzett zavar alapján számítanak ki;
- a zárt hurkú művelet, amely a referencia -rendszerhez képest az üzemállapot -hiba kijavításához szükséges műveletként kerül kiszámításra.
Az üzem állapotmegfigyelő feladata kiterjeszthető az üzemre ható zavar becslésére és előrejelzésére. Az üzemzavarok előrejelzése és kompenzálása egy eredeti vezérlőfunkció, amely lehetővé teszi a szabályozási hibák jelentős csökkentését. A modellparaméterazonosítás egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi az egyszerűsített modellparaméterek legmegfelelőbb értékeinek azonosítását rögzített kísérleti adatokból vagy a „növényi finommodell” segítségével végzett szimulált vizsgálatokból. A paraméter "valódi" értéke nem létezik: a modell az üzem hozzávetőleges leírása, majd a paraméter "legjobb" értéke attól függ, hogy milyen költségfüggvényt használnak a modell és az üzem közötti különbség értékeléséhez. Az azonosítási módszer becsüli az egyszerűsített modellparaméterek legjobb értékeit a zárt hurkú vezérlés kialakítása szempontjából. A vezérlőparaméterek optimalizálása olyan eszköz, amely szimulált környezetben hajtja végre a vezérlőparaméterek hangolását. Az optimalizálást numerikusan hajtják végre egy előre meghatározott szimulált próba során, azaz egy adott küldetésre (a gazdaparancs sorrendje és az üzemre ható zavar, valamint az üzem teljesítményével kapcsolatos egyéb lehetséges eseményekre) és az üzemirányítási teljesítményhez kapcsolódó adott funkcionális költségre .
A végső cél kódgenerálásának támogatása
Az EICASLAB automatikus kódgeneráló eszköz biztosítja a kifejlesztett vezérlőalgoritmushoz kapcsolódó ANSI C forráskódot. A tervezői munka végeredménye az ANSI C -ben található „alkalmazás -szoftver” , hibakeresés és tesztelés, amely összeállításra kész és összekapcsolható az üzemvezérlő processzorokban. Az „alkalmazásszoftver” magában foglalja az „automatikus vezérlés” és a „pálya létrehozása” funkciókkal kapcsolatos szoftvereket. A szimulált vezérlési funkciók szigorúan ugyanazok, amelyeket a tervező a tényleges berendezésvezérlő területén átvihet.
A hangolás vezérlésének támogatása
Az EICASLAB a következő eszközöket tartalmazza a vezérlés hangolásának támogatására:
- Lassított nézet
- Gyors prototípus -készítés (pontos nevén Rapid Control Prototyping, RCP)
- Hardver a hurokban
A Slow Motion View egy olyan eszköz, amelyet az üzemvezérlés beállításának fázisában kell használni, és amely a tényleges berendezés segítségével végzett kísérleti kísérletek során változó elemzést biztosít a vezérlőszoftver teljesítményéről.
Az üzemi bemenet és kimenet, valamint a vezérlőnek küldött gazdaparancsok a kísérleti kísérletek során rögzítésre kerülnek, majd az EICASLAB az alábbiak szerint feldolgozhatja őket. A rögzített üzemi bemeneti és kimeneti változókat az Üzemterületen használják az üzemi szimulációval kapott bemeneti és kimeneti változók belsejében. A rögzített gazdaparancsokat a Control Mission (Vezérlő küldetés) területen belül, a Control Mission funkció által generált gazdaparancsban használják.
Ezután egy szimulált próba végrehajtásakor a vezérlőfunkció megkapja a tényleges berendezés rögzített kimeneteit és a kapcsolódó rögzített gazda parancsokat a szimulált parancsokon belül. Mivel az EICASLAB -ban futó vezérlőfunkció szigorúan ugyanaz, mint ami a tényleges üzemvezérlőben fut, akkor a szimulált vezérlőfunkcióból származó és a szimulált vezérlőből a szimulált üzemnek küldött parancsoknak szigorúan meg kell egyezniük a rögzített üzemi bemenetek (kivéve, ha az EICASLAB futó processzor és a tényleges üzemvezérlőben használt processzor közötti különbségektől függően számszerű hibák vannak, de a tapasztalatok azt mutatják, hogy az ilyen különbségek hatása elhanyagolható). Ezután a tényleges üzemvezérlő által végzett rögzített kísérleti kísérletet teljesen megismétlik az EICASLAB-ban, azzal a különbséggel, hogy most a folyamat lassítva és ha szükséges, lépésről lépésre hajtható végre egy hibakereső program segítségével.
Az automatikus kódgeneráló eszköz használható a vezérlőkódnak a valós idejű Linux operációs rendszerbe (RTOS) való beillesztésére (két elérhető verzióban, nevezetesen a Linux RTAI és a Linux RT rendszermag-előválasztással ), annak érdekében, hogy tesztelje a vezérlő algoritmust PC környezet a végső cél hardver helyett, Rapid Control Prototyping (RCP) tesztek végrehajtása. Az EICASLAB RCP valós idejű ütemezőt tartalmaz, amely többszálas programozási technikákon alapul, és többmagos processzoron is futtatható .
Az automatikus kódgeneráló eszköz használható a vezérlőkód beillesztésére a végső hardvercélba. Az ilyen művelet elvégzése után elvégezhetők a Hardver a hurokban (HIL) tesztek, amelyek az EICASLAB -ban szimulált és az Ön PC -jén futó üzem kísérleti - a tényleges üzem helyett - kísérletezését, megfelelő konfigurálását és a szükséges hardver interfészeken keresztül történő csatlakoztatását a végső Hardver cél.
