EICASLAB - EICASLAB
| Utvikler (er) | EICAS Automazione SpA |
|---|---|
| Operativsystem | Windows/Linux |
| Type | Teknisk databehandling |
| Tillatelse | Proprietær |
| Nettsted | www.eicaslab.com |
EICASLAB er en programvarepakke som gir et laboratorium for automatisk kontroll design og tidsserier prognoser utviklet som endelige resultatet av den europeiske ACODUASIS Prosjekt IPS-2001-42068 finansiert av EU i innovasjonsprogrammet. Prosjektet - i løpet av sin levetid - hadde som mål å levere i det robuste feltet det vitenskapelige gjennombruddet til en ny metode for automatisk kontrolldesign.
For å lette en slik kunnskapsoverføring var EICASLAB utstyrt med en "automatisert algoritme og kodegenerering" programvaremotor, som gjør det mulig å skaffe en kontrollalgoritme algoritme selv uten dyp kunnskap om teorien og metodikken som ellers normalt kreves med tradisjonell kontrolldesign metodikk.
EICASLAB har blitt og er faktisk vedtatt i andre europeiske forskningsprosjekter som omhandler robotikk (ARFLEX IST-NMP2-016880 og PISA Project NMP2-CT-2006-026697) og bil (HI-CEPS Project TIP5-CT-2006-031373 og ERSEC Project FP7 247955). EICASLAB brukes i europeiske næringer, forskningsinstitutter og akademia for å designe kontrollsystemer og tidsserieprognoser dokumentert i vitenskapelig og teknisk litteratur.
EICASLAB inkluderer verktøy for modellering av anlegg, design og testing av innebygde kontrollsystemer , som hjelper fasene i designprosessen for kontrollstrategien, fra systemkonsept til generering av kontrollprogramvarekoden for det endelige målet.
Programvareorganisasjon
EICASLAB er en programvarepakke sammensatt av et hovedprogram, kalt MASTER, som er i stand til å hjelpe og administrere alle kontrolldesigntrinnene ved hjelp av et sett med verktøy, henholdsvis:
- SIMBUILDER -verktøyet, dedikert til å programmere simuleringsmodellene for anlegget og kontrollalgoritmene;
- SIM -verktøyet, viet til simulering og evaluering av ytelsen til kontrollalgoritmene;
- POST-verktøyet, viet til analyse av resultater gjennom etterbehandling av innspilte simuleringsdata;
- MPI/CPO -verktøyet, dedikert til modellparameteridentifikasjon og kontrollparameteroptimalisering;
- RCP Manager -verktøyet, dedikert til å administrere Rapid Control Prototyping -aktivitetene;
- SLOW MOTION -verktøyet, viet til offline gjentakelse av eksperimentelle forsøk utført på feltet for avanserte feilsøkings- og tuningsformål.
Funksjoner som støtter kontroll av designfaser
Støtte til systemkonsept
EICASLAB inkluderer følgende funksjoner for å støtte systemkonseptet:
- Design av flerprosessorkontrollarkitekturer
- Utforming av hierarkiske kontrollalgoritmer på flere nivåer
Maskinvarearkitekturer inkludert flerprosessorer og programvarearkitekturer inkludert hierarkisk kontroll på flere nivåer vurderes. Kontrollprogramvaren er delt inn i funksjoner som designeren har tilordnet de forskjellige prosessorene. Hver styrefunksjonen har sin egen samplingsfrekvens, og et tidsvindu for dens utførelse, som er planlagt av designeren ved hjelp av EICASLAB scheduler .
Data kan utveksles mellom kontrollfunksjonene som er tilordnet den samme prosessoren og blant de forskjellige prosessorene som tilhører anleggskontrollsystemet. Forsinkelsestiden i dataoverføringen vurderes.
Den endelige "applikasjonsprogramvaren" generert i C er delt inn i filer som hver er relatert til en bestemt prosessor.
Støtte til systemsimulering
EICASLAB inkluderer spesifikke arbeidsområder for utvikling, optimalisering og testing av algoritmer og programvare relatert til "anleggskontrolleren", inkludert både " automatisk kontroll " og "banegenerering" og " forstyrrelser " som virker på anlegget. For å utføre en slik oppgave er tre forskjellige arbeidsområder tilgjengelige som følger.
- Anleggsområdet som skal brukes til å simulere anleggets dynamiske oppførsel ved hjelp av "plantefinmodellen",
- Kontrollområdet som skal brukes til å designe funksjonene knyttet til automatisk kontroll og banegenerering,
- Oppdragsområdet som skal brukes for å planlegge de simulerte forsøkene. Det er delt inn i to seksjoner, henholdsvis planteoppdraget og kontrolloppdraget. Den første genererer forstyrrelsen som virker på anlegget under de simulerte forsøkene og planlegger alle andre hendelser angående anleggets ytelse, for eksempel variasjoner i anleggsparametere. Den andre genererer vertskommandoen som skal sendes til anleggskontrollen under de simulerte forsøkene.
Støtte for å kontrollere algoritmedesign
EICASLAB inkluderer følgende verktøy og funksjoner for å støtte kontrollalgoritmedesignet:
- AAG: Automatisk algoritmegenerering
- MPI: Modellparameteridentifikasjon
- CPO: Optimering av kontrollparameter
Verktøyet for generering av automatisk algoritme, som starter fra "anleggsforenklet modell" og fra "nødvendig påkrevd ytelse", genererer kontrollalgoritmen. På grunnlag av anleggsdesigndata tillater den anvendte kontrolldesignmetoden design av kontrollere med garantert ytelse uten å måtte justere feltet til tross for den uunngåelige usikkerheten som alltid eksisterer mellom matematiske modeller bygget på grunnlag av anleggsdesigndata og anleggets faktiske ytelse (for grunnleggende om kontroll i nærvær av usikkerhet se). Designeren kan velge mellom tre grunnleggende kontrollordninger, og for hver enkelt har han muligheten til å velge kontrollalgoritmer på forskjellige kompleksitetsnivåer. Ved syntese utføres den automatisk genererte kontrollen av den resulterende av tre handlinger:
- åpen sløyfe -handling, som er gitt av kommandoene som er nødvendige for å spore referansesignalene beregnet på grunnlag av den forenklede modellen;
- anleggsforstyrrelseskompensasjonen, som beregnes på grunnlag av forstyrrelsen forutsagt av plantestatobservatøren;
- den lukkede sløyfe virkning, som er beregnet som må gjøres for å korrigere anlegget tilstandsfeil med hensyn til referanse en.
Anleggets statlige observatøroppgave kan utvides for å estimere og forutsi forstyrrelsen som virker på anlegget. Forutsigelser og kompensasjon for anleggsforstyrrelser er en original kontrollfunksjon, som tillater betydelig reduksjon av kontrollfeil. Modellparameteridentifikasjon er et verktøy som gjør det mulig å identifisere de mest hensiktsmessige verdiene til de forenklede modellparametrene fra registrerte eksperimentelle data eller simulerte forsøk utført ved bruk av "plantefinmodellen". Parameterens "sanne" verdi eksisterer ikke: modellen er en tilnærmet beskrivelse av anlegget, og deretter er parameterens "beste" verdi avhengig av kostnadsfunksjonen som er vedtatt for å evaluere forskjellen mellom modell og anlegg. Identifiseringsmetoden anslår de beste verdiene til de forenklede modellparametrene fra synspunktet for lukket sløyfekontrolldesign. Kontrollparameteroptimalisering er et verktøy som utfører kontrollparameterjustering i simulert miljø. Optimaliseringen utføres numerisk over en forhåndsdefinert simulert prøve, det vil si for et gitt oppdrag (vertskommandosekvens og forstyrrelser som virker på anlegget og enhver annen potensiell hendelse relatert til anleggets ytelse) og for en gitt funksjonskostnad knyttet til anleggskontrollytelsen .
Støtte for kodegenerering for det endelige målet
EICASLAB Automatic Code Generation -verktøyet gir ANSI C -kildekoden relatert til den utviklede kontrollalgoritmen. Det endelige resultatet av designerarbeidet er "applikasjonsprogramvaren" i ANSI C , feilsøkt og testet, klar til å bli samlet og koblet til anleggskontrollprosessorene. "Applikasjonsprogramvaren" inkluderer programvaren knyttet til funksjonene "automatisk kontroll" og "generering av baner". De simulerte kontrollfunksjonene er strengt den samme som designeren kan overføre i feltet i selve anleggskontrolleren.
Støtte for kontroll av tuning
EICASLAB inkluderer følgende verktøy for å støtte kontrollinnstillingen:
- Slow-Motion View
- Rapid Prototyping (presist kalt Rapid Control Prototyping, RCP)
- Hardware-in-the-loop
Slow Motion View er et verktøy som skal brukes i fasen med å sette opp anleggskontroll, og gir en variabel ved variabel analyse av kontrollprogramvarens ytelse under eksperimentelle forsøk utført ved hjelp av selve anlegget.
Anleggets input og output og vertskommandoene som sendes til kontrolleren registreres under eksperimentelle forsøk, og deretter kan de behandles av EICASLAB som følger. De registrerte anleggsinngangs- og utgangsvariablene brukes i planteområdet inne i inngangs- og utgangsvariablene oppnådd av anleggssimuleringen. De registrerte vertskommandoene brukes i Control Mission -området inne i vertskommandoen generert av Control Mission -funksjonen.
Når en simulert prøve utføres, mottar kontrollfunksjonen de registrerte utgangene fra det faktiske anlegget og de tilhørende innspilte vertskommandoene inne i de simulerte. Fordi kontrollfunksjonen som kjører i EICASLAB strengt tatt er den samme som kjører i den faktiske anleggskontrolleren, bør kommandoene som følger av den simulerte kontrollfunksjonen og sendes fra den simulerte kontrollen til det simulerte anlegget, være strengt de samme som registrerte anleggsinnganger (med mindre det er numeriske feil avhengig av forskjellene mellom prosessoren der EICASLAB kjører og den som brukes i den faktiske anleggskontrolleren, men erfaringen har vist at effekten av slike forskjeller er ubetydelig). Deretter gjentas den innspilte eksperimentelle studien som ble utført av den faktiske anleggskontrolleren fullstendig i EICASLAB, med den forskjellen at prosessen nå kan utføres i sakte film og, hvis nyttig, trinn for trinn ved å bruke et feilsøkingsprogram.
Automatisk kodegenereringsverktøy kan brukes til å sette inn kontrollerkoden i et Linux sanntidsoperativsystem (RTOS) (i to tilgjengelige versjoner, nemlig Linux RTAI og Linux RT med kjerneforutsetning ), for å teste kontrollalgoritmen i PC -miljø i stedet for den endelige maskinvaren som utfører Rapid Control Prototyping (RCP) -tester. EICASLAB RCP inkluderer en real-time planleggeren basert på multithreading programmeringsteknikker og i stand til å kjøre på en multi-core prosessor .
Automatisk kodegenereringsverktøy kan brukes til å sette inn kontrollerkoden i det endelige maskinvaremålet. Når en slik operasjon er utført, kan Hardware In the Loop (HIL) -tester utføres, som består i å pilotere - i stedet for selve anlegget - anlegget simulert i EICASLAB og kjøre på din PC, egnet konfigurert og tilkoblet gjennom nødvendige maskinvaregrensesnitt med den endelige Maskinvaremål.
