کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5007097 1461557 2017 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Virtual prototyping of embedded control software in mechatronic systems: A case study
ترجمه فارسی عنوان
نمونه سازی اولیه از نرم افزار کنترل جاسازی شده در سیستم های مکاترونیک: مطالعه موردی
کلمات کلیدی
هم شبیه سازی، سیستم های مکاترونیک، کنترل جاسازی شده،
ترجمه چکیده
اکثریت دستگاه های تکنولوژیکی می توانند به عنوان مجموع اجزای طبیعت ناهمگن (الکتریکی، مکانیکی، حرارتی، نرم افزار و غیره) دیده شوند، به طوری که تجزیه و تحلیل و طراحی آنها نیاز به استفاده از ابزارهای مختلف رشته های مهندسی دارد. ادغام در میان ابزارهای مختلف به ویژه در سطح طراحی سیستم کنترل مرتبط است، زیرا در این مرحله لازم است تجزیه و تحلیل رفتار هر دو جزء تک و سیستم به طور کلی با سطوح مختلف جزئیات. در این مقاله، سیستم های مکاترونیک در نظر گرفته می شود که بین مولفه های مکانیکی و الکتریکی رابطه ای قوی ایفا می کنند و مسئله مدل سازی و طراحی الگوریتم های کنترل جاسازی شده برای این سیستم ها مورد توجه قرار گرفته است. به طور خاص، یک رویکرد نمونه سازی مجازی مجازی برای تجزیه و تحلیل رفتار سیستم تا سطح نرم افزار جاسازی شده پیشنهاد شده است، که می تواند در تعدادی از شرایط که می تواند شرایط واقعی عملیات واقعی مصرف کنندگان محصولات مصرف کننده را نمایندگی کند. این روش می تواند برای طراحی سیستم (به ویژه در سطح سیستم های کنترل)، طراحی نرم افزار جاسازی شده و آزمایش مجازی مورد استفاده قرار گیرد تا بهینه سازی و کاهش هزینه های توسعه نرمافزارهای نهایی، نمونه اولیه فیزیکی و آزمایش آنها را کاهش دهد. مطالعه موردی بر اساس برخی از ابزارهای نرم افزاری به تازگی مشتق شده است که همکاری شبیه سازی اجرای سیستم عامل و سیستم دینامیک سیستم کنترل چند فیزیکی را انجام می دهد. نرم افزار کنترل واقعی که در محصول نهایی اجرا می شود، می تواند به طور کامل در داخل نمونه اولیه مجازی توسعه و آزمایش شود. برای اثبات روایی و توانایی های رویکرد پیشنهادی، یک مطالعه موردی واقعی در رابطه با یک سیستم شبیه سازی بسیار شبیه سازی شده، هر چند پیچیده ای مانند سیستم کشویی الکتریکی، ارائه شده است. به نظر می رسد که محیط پیشنهاد شده از ابزار سخت افزاری در حلقه فراتر می رود، زیرا این کار به استفاده از سخت افزار خاصی نیاز ندارد (سخت افزار خود را به طور دقیق شبیه سازی می کند) اما اجازه می دهد جزئیات وضعیت میکروپروسسورها و لوازم جانبی در زمان های دلخواه و اجازه می دهد تا طراح در ابتدای مراحل طراحی دینامیک بین سیستم کنترل چند فیزیکی و سیستم عامل، بدون تعهد به یک ساختار سخت افزاری، مطالعه کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی کنترل و سیستم های مهندسی
پیش نمایش مقاله
نمونه سازی اولیه از نرم افزار کنترل جاسازی شده در سیستم های مکاترونیک: مطالعه موردی
چکیده انگلیسی
The large majority of technological devices can be seen as the sum of components of heterogeneous nature (electrical, mechanical, thermal, software, etc.) so that their analysis and design calls for the use of tools from different engineering disciplines. Integration among the different tools is particularly relevant at control system design level, since it is at this stage that it is required to analyze the behavior of both each single component and the system as a whole, with different levels of detail. In this paper mechatronic systems are considered, that exhibit a strong interplay between mechanical and electrical components, and the issue of modeling and designing embedded control algorithms and architectures for such systems is addressed. In particular, an integrated virtual prototyping approach for analyzing the system behavior down to embedded software level is proposed, that can be used in a wide number of situations that can represent the actual real-world operational conditions of consumer products. This approach can be used for system design (in particular at control systems level), embedded software design, and virtual testing so as to optimize and reduce the costs of late stage software development, physical prototypes, and their testing. The case study is based on some recently derived software tools that perform the co-simulation of the firmware execution and the multi-physical controlled system dynamics. The actual control software implemented in the final product can be entirely developed and tested inside the virtual prototype. To prove the validity and potentialities of the proposed approach, a real case study is presented, regarding a very common, though complex to simulate, mechatronic system such as an electric sliding gate. It turns out that the proposed environment goes beyond hardware-in-the-loop tools, since it does not require the use of specific hardware (the hardware itself is simulated in detail) but allows to analyze in detail the status of the microprocessors and peripherals at arbitrary time-scales and allows the designer to study at the earliest design stages the dynamics between the multi-physical controlled system and the firmware, without committing to a given hardware structure.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Mechatronics - Volume 43, May 2017, Pages 99-111
نویسندگان
, , , , ,