机电系统半物理仿真技术解决方案

概述
机电系统是由众多子系统、部件综合的典型复杂系统。在机电系统研制中，在确定了需求以后，还要通过仿真、试验等手段开展机电系统集成试验验证工作，以保证需求得到有效满足。机电系统传统研发过程中严重依赖实物的物理试验，后期试验验证多以物理试验为主，导致试验永远滞后于设计，后期发现问题后优化和改进空间很少，无法完成某些特殊工况下试验。
润科通用将仿真与物理试验结合的半物理仿真方案，可以充分利用数字仿真和物理试验的各自优势，降低试验成本、提升试验效率的同时，有效的整合设计过程和验证过程，保证设计验证的继承性，拓宽试验过程中可模拟的各种工况，对机电系统的功能、性能进行充分的验证。
解决方案
• 系统方案
润科通用机电系统半物理仿真试验平台是在机电系统多学科联仿的基础上，通过物理试验台架将仿真结果产生真实的物理效应，从而将仿真环境与半物理试验平台结合，实现数字仿真与物理试验环节的统一调度。
试验过程中，通过统一的模型解算为物理台架试验提供各种工况参数的输入，驱动试验过程在接近真实工况条件下运行；同时，试验过程中获取的各种状态参数也可以在线反馈到仿真系统中，对模型进行标定，逐步提高仿真的解算精度。平台功能覆盖V模式现代开发流程中数学仿真、快速原型、硬件在环、系统集成、联调测试与故障注入的各个阶段的任务，以及不同阶段的快速迭代转换，是机电产品从以往面向功能实现、到当前着重系统性能飞跃的高品质设计、开发和验证的理想平台。


• 主要特点
♦ 支持机电系统多学科、多建模工具（Matlab/Simulink、AMESim、Dymola、Rhapsody、C/C++等）联合实时仿真
♦ 对分立式机电控制系统或分布式机电综合管理系统，提供控制器原型开发平台，支持机电控制律早期验证
♦ 建立机电系统的典型物理系统模型，验证机电子系统的控制功能设计
♦ 提供各种总线\非总线激励系统，支持机电控制软件和机电控制软硬件 的各个子模块开环静态测试与功能验证
♦ 支持机电系统综合，在机电系统台架试验中，在地面模拟机电系统在实际工作过程中的动态过程，通过试验数据不断优化系统模型，从而对机电系统软硬件设计进行验证
♦ 支持机电系统环境模型与物理试验台架的联合试验，实现对台架试验过程中环境参数的动态控制，模拟各种机电系统工况进行动态加载
♦ 支持对机电系统控制设备、传感器、作动器的功能和性能验证
♦ 支持机电系统试验过程中在线的动态故障注入，验证系统对异常工况的处理机制，复现分析故障场景
♦ 减少实物试验次数，替代部分实物，以关键部件为核心构造试验平台，加快试验进程，提高试验效率，节省试验成本
应用&案例
• 某机电综合管理系统半物理试验台项目
本系统在地面试验室环境下，以机电系统控制部件、传感器、作动器为验证对象，通过仿真和物理加载结合的半物理试验手段，实现对机电系统整体功能的验证。