對(duì)于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師來(lái)說(shuō)，在一個(gè)統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)與控制模型開(kāi)發(fā)，快速控制器原型、模型仿真、硬件在環(huán)驗(yàn)證直到系統(tǒng)級(jí)半實(shí)物交聯(lián)試驗(yàn)，能幫助其開(kāi)發(fā)加快研制進(jìn)度，減少開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)并提高工作效率。
RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)就是這樣的一種基于模型的仿真與測(cè)試一體化應(yīng)用平臺(tái)。RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是加拿大Opal-RT公司開(kāi)發(fā)的一套實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。旨在幫助從事動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)研制、嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)與測(cè)試的客戶(hù)便利有效的實(shí)現(xiàn)從模型仿真到全系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程。
RT-LAB是一個(gè)分布實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)。是低成本的工程師硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真建模平臺(tái)。它的靈活性和可擴(kuò)展性使得它能有效地解決各種復(fù)雜仿真和控制問(wèn)題。廣泛應(yīng)用于快速原型開(kāi)發(fā)、實(shí)時(shí)硬件在環(huán)控制和測(cè)試。
RT-LAB提供了網(wǎng)絡(luò)分布運(yùn)算高度復(fù)雜模型的工具箱，通過(guò)延時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高性能的同步并行運(yùn)算。另外，RT-LAB的模塊設(shè)計(jì)，使得用戶(hù)根據(jù)定制化需求配置高性?xún)r(jià)比的系統(tǒng)，既滿(mǎn)足客戶(hù)的運(yùn)算需求，又降低客戶(hù)成本。這在大規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)中至關(guān)重要。
RT-LAB與MATLAB/Simulink集成，用戶(hù)通過(guò)MATLAB/Simulink的RTW可輕易將模型分布在不同多核目標(biāo)機(jī)上實(shí)時(shí)運(yùn)行。RT-LAB為實(shí)時(shí)同步，用戶(hù)界面，實(shí)時(shí)硬件接口和數(shù)據(jù)交互提供無(wú)縫分布計(jì)算執(zhí)行平臺(tái)。
功能
模型開(kāi)發(fā)環(huán)境支持
支持MATLAB/Simulink/SimScape模型開(kāi)發(fā)。所有的模型都是在MATLAB/Simulink開(kāi)發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。RT-LAB能將Simulink模型通過(guò)RTW/Coder生成C代碼，并編譯成為仿真下位機(jī)上的可執(zhí)行程序。除了MATLAB/Simulink以外，RT-LAB也支持AMEsim、AVL、Carsim、Modelica以及手寫(xiě)C/C++代碼編寫(xiě)的模型，并將它們集成到RT-LAB實(shí)時(shí)模型中。
仿真運(yùn)行控制
在RT-LAB 的 eclipse 風(fēng)格圖形界面上能實(shí)現(xiàn)模型編譯、下載、運(yùn)行、暫停、快照、高速率運(yùn)行、實(shí)時(shí)運(yùn)行、在線(xiàn)參數(shù)調(diào)整等多種功能。并支持通過(guò)API等擴(kuò)展方式與自動(dòng)化測(cè)試軟件、試驗(yàn)管理軟件、視景仿真軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)等軟件集成。
半實(shí)物仿真測(cè)試
在仿真下位機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行的仿真模型能夠通過(guò)下位機(jī)上的I/O與數(shù)據(jù)通訊接口和被測(cè)對(duì)象物或者試驗(yàn)裝置上的傳感器、執(zhí)行器、控制器、儀表等設(shè)備互聯(lián)，組成硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的半實(shí)物一體化測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)特性
■ 與MATLAB/Simulink/SimScape兼容，可將MATLAB嵌入到RT-LAB軟件界面中；
■ 支持第三方建模工具，包括CarSim/TruckSim，AVL, GT-Power，LMS，Dymola，以及用C等開(kāi)發(fā)的模型；
■ 便于開(kāi)展分布式仿真，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)交換以及信號(hào)I/O；
■ 基于eclipse 開(kāi)發(fā)的圖形用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面，簡(jiǎn)潔易用，便于功能擴(kuò)展；
■ 提供豐富的模型庫(kù)，包括I/O擴(kuò)展，模型等；
■ 提供完善的應(yīng)用編程接口API，包括LabVIEW, C++, VB, M腳本, Python腳本等。
實(shí)驗(yàn)運(yùn)行特性
■ OPAL-RT 提供了實(shí)時(shí)在環(huán)系統(tǒng)兼容工業(yè)模型軟件包；
■ 提供2種運(yùn)行平臺(tái)：高性能多核CPU結(jié)合實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(Linux)， 以及FPGA 結(jié)合多核CPU模式 ，為復(fù)雜的模型仿真提供運(yùn)算能力保障；
■ 支持多速率并行運(yùn)行，模型運(yùn)算可在FPGA上、CPU的多個(gè)內(nèi)核之間，或者在多臺(tái)仿真計(jì)算機(jī)之間分布式并行運(yùn)行,且可配置不同的運(yùn)算步長(zhǎng),在CPU上運(yùn)行步長(zhǎng)達(dá)到10μs， 在FPGA上可達(dá)0.25μs；
■ 分布式模型同步數(shù)據(jù)通過(guò)CPU高速緩存、IEEE 1394、PCI-E或者反射內(nèi)存通訊，速率可達(dá)5GB;
■ 仿真性能監(jiān)控：在軟件界面中有專(zhuān)門(mén)的窗口提供對(duì)每個(gè)CPU內(nèi)核上的模型運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括運(yùn)算時(shí)間、通訊時(shí)間,CPU的計(jì)算資源裕度等這些時(shí)間信息;
■ 為用戶(hù)了解模型的復(fù)雜程度，模型分配的合理性等提供了有價(jià)值的信息；
■ TestDRIVE GUI：可擴(kuò)展的虛擬儀器風(fēng)格監(jiān)控與測(cè)試界面；
■ 動(dòng)態(tài)信號(hào)跟蹤：運(yùn)行時(shí)可以動(dòng)態(tài)選擇監(jiān)控任意模型變量；
■ 在線(xiàn)調(diào)參：可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整模型參數(shù)；
■ 高速I(mǎi)/O：基于FPGA的數(shù)字與模擬I/O；
■ 廣泛I/O硬件支持：支持多種I/O和通訊設(shè)備。
