半实物网络控制系统仿真平台设计

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基于EXata的半实物仿真功能设计与实现

基于EXata的半实物仿真功能设计与实现
卢毅;水宜水;郭建飞
【期刊名称】《广东通信技术》
【年(卷),期】2022(42)11
【摘要】通信网络半实物仿真是一种极为重要的设计辅助手段,通过引入实物节点,仿真网络可实时地与实物节点进行互联互通,保证仿真与实装设备协议的匹配度。

EXata作为网络仿真领域十分常用的仿真平台,具有人机界面友好、操作灵活简便的半实物仿真功能特点,然而在与之连接的实物平台业务类型不属于EXata自带业务时,与EXata虚拟网络进行数据交互时业务数据将不被识别并丢弃,对EXata半实物仿真实现原理进行深入剖析后,设计开发了一种通用应用对外部业务数据进行识别,并通过开发外部接口实现对仿真网络数据的获取与分发控制。

【总页数】5页(P71-75)
【作者】卢毅;水宜水;郭建飞
【作者单位】中国电子科技集团公司第七研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于LabVIEW和FPGA的半实物仿真平台的设计与实现
2.基于半实物仿真的Semi-TCP协议的实现与测试
3.基于MVB列车网络控制系统的半实物仿真平台设
计与实现4.基于GL Studio的飞行模拟器半实物仿真仪表的设计与实现5.基于EXata的离散事件半实物仿真方法研究
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无人机飞行控制半实物仿真系统设计与实现

ISSN 1002-4956 CN11-2034/T实验技术与管理Experimental Technology and M a n a g e m e n t第38卷第3期202丨年3月Vol.38 N o.3Mar. 2021D O I:10.16791/j.c n k i.s j g.2021.03.031无人机飞行控制半实物仿真系统设计与实现吕永玺，屈晓波，史静平(西北工业大学自动化学院，陕西省飞行控制与仿真技术重点实验室，陕西西安710072 )摘要：为保证无人机飞行试验的安全性，提升无人机飞控系统设计的可靠性，自主研发了无人机飞行控制半实物仿真系统。

结合准确的无人机6自由度非线性数学模型和x P C实时系统模块模拟生成无人机飞行状态信息，根据地面站控制指令、传感器故障模注人指令解算获得不同飞行模式和飞行状态下的舵面偏转量，实现了实时系统闭环反馈控制，并驱动舵面偏转检验控制系统的响应速度。

该系统不仅能验证飞控系统的逻辑性和实时性，而且借助虚拟现实技术和航迹地图显示，具备在线整定控制律参数的功能。

该系统模块化程度高，相关硬件和软件对无人机平台和飞控计算机通用性广，依据多平台实验和多架次试飞的实验流程实用性强，为无人机飞控系统开发提供了切实可行、高效可靠的途径。

关键词：飞行控制；实时系统；虚拟现实；在线调参；故障注人中图分类号：V249文献标识码：A文章编号：1002-4956(2021)03-0153-05Design and realization of hardware-in-the-loop simulationsystem for UAV flight controlLYU Yongxi,〇U Xiaobo,SHI Jingping(S h a a n x i P r o v i n c e K e y L a b o r a t o r y o f Flight Control a n d S i m u lation T e c h n o l o g y, S c h o o l o f A u t o m a t i o n,N o r t h w e s t e r n Polytechnical University, X i'a n 710072, C h i n a)Abstract: T o e n s u r e the safety o f U A V flight test a n d i m p r o v e the reliability o f U A V flight control s y s t e m design,the U A V flight control h a r d w a r e-i n-t h e-l o o p s i m u l a t i o n s y s t e m is i n d e p e n d e n t l y d e v e l o p e d.T h e flight statei n f o r m a t i o n o f U A V is g e n e r a t e d b y c o m b i n i n g the a c c u r a t e 6-D O F n o n l i n e a r m a t h e m a t i c a l m o d e l o f U A V a n dx P C real-time s y s t e m m o d u l e. A c c o r d i n g to the g r o u n d station control c o m m a n d a n d s e n s o r fault m o d e injectionc o m m a n d, the deflection o f the control surfaces u nde r different flight m o d e s a n d flight states c a n b e obtained. T h ec l o s e d-l o o p f e ed b a c k control o f the real-time s y s t e m is realized, a n d the control surfaces are d r i v e n to test ther e s p o n s e s p e e d o f the control s y s t e m. T h e s y s t e m c a n not o n l y verify the logic a n d real-time p e r f o r m a n c e o f theflight control s y s t e m,b u t also h a s the function o f onli n e t u n i n g control l a w p a r a m e t e r s w i t h the h e l p o f virtualreality t e c h n o l o g y a n d track m a p display. T h e s y s t e m h a s a h i g h d e g r e e o f m o d u l a r i z a t i o n, a n d the related h a r d w a r ea n d s o f t w a r e are w i d e l y u s e d for the U A V p l a t f o r m a n d flight control c o m p u t e r.A c c o r d i n g to the e x p e r i m e n t a lp r o c e s s o f m a n y p l a t f o r m e x p e r i m e n t s a n d flight tests, the s y s t e m is practical, efficient a n d reliable for thed e v e l o p m e n t o f U A V flight control s y s t e m.Key words: flight control; real t i m e s y s t e m; virtual reality; o n line p a r a m e t e r a d j u s t m e n t; fault injection随着信息技术的发展和社会需求的增长，无人机目标侦查与打击[4_5]等领域。

基于实时网络的半实物仿真系统控制方法

基于实时网络的半实物仿真系统控制方法马胜贤;孔晓玲;王立新;贾成功【期刊名称】《光电技术应用》【年(卷),期】2012(27)3【摘要】根据实时网络平台半实物仿真系统原理，构建了基于实时网络平台的半实物仿真系统。

阐述了基于实时网络平台的半实物仿真系统的工作流程，介绍了系统控制各模块的功能及控制方法，分析了基于实时网络平台的半实物仿真系统的控制方法的优势，并给出了平台下系统实现的主要源代码% According to the principle of the hardware-in-the-loop simulation system based on the real-time network, the platform of the simulation system is constructed. The working process of the hardware-in-the-loop simulation system based on the real-time network is described, the function and control method of the every mod⁃ule of the system are introduced, and the superiority of the method based on the read-time network is also analyzed. The source code under the windows platform is given.【总页数】4页(P14-17)【作者】马胜贤;孔晓玲;王立新;贾成功【作者单位】光电信息控制和安全技术重点实验室,河北三河065201;光电信息控制和安全技术重点实验室,河北三河065201;北京理工大学光电学院,北京100081;光电信息控制和安全技术重点实验室,河北三河065201【正文语种】中文【相关文献】1.基于组态王与MATLAB/Simulink的OPC实时通信构建半实物仿真系统 [J], 郑勇;彭皓林;卢冠达2.基于微机实时网半实物仿真系统数据通讯研究 [J], 李庭刚;谢廷毅;肖卫国3.一种基于反射内存实时网络的半实物仿真系统 [J], 高立娥;康凤举;王彦恺4.基于实时网络的激光制导武器半实物仿真系统设计 [J], 刘志国;王仕成;金光军5.基于USRP2的无线网络MAC协议半实物仿真系统设计与实现 [J], 李佳迅;张少杰;赵海涛;马东堂因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于RT-LAB的PET中间级直流变换器半实物仿真平台设计

基于RT-LAB的PET中间级直流变换器半实物仿真平台设计刘京斗;李小均;吴学智;荆龙;王旭亮【摘要】隔离型双向DC/DC变换器是电力电子变压器(PET)的重要组成部分,其性能好坏将显著影响整个PET的功能.大功率隔离型双向DC/DC变换器多采用模块化串并联的方式实现.设计过程中存在控制复杂、研发周期长、测试困难等问题.本文基于RT-LAB搭建了包含模块化隔离型双向DC/DC变换器实际物理装置的半实物仿真平台,利用RT-LAB的控制功能及在线参数调试等特点对系统进行优化设计.实现了输入串联输出并联型DC/DC变换器均压均流控制策略.结果表明:该半实物仿真平台是研究模块化DC/DC变换器系统的有效方法.%Isolated bi-directional DC/DC converter is an important part of power electronic transformers,its performance will significantly affect the function of the entire Power Electronic Transformers(PET).Modular series-parallel structure is an effect way to realize high-power isolated bi-directional DC/DC converter,while the challenge of control complexity,testability and long developing cycle exist.A hardware-in-the-loop simulation platform is proposed and implemented on RT-LAB,which includes the physical device of the modular isolated bi-directional DC/DC converter and its control part.The system is optimized with RT-LAB control and online tuning function.The input-series-output-parallel DC/DC converter voltage and current equalization control strategy is realized.The results show that the hardware simulation platform is an effective method in studying the modular DC/DC converter system.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】6页(P117-122)【关键词】隔离型双向DC/DC变换器;半实物仿真;电力电子变压器;输入串联输出并联【作者】刘京斗;李小均;吴学智;荆龙;王旭亮【作者单位】北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心,北京100044;北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心,北京100044;北京电动车辆协同创新中心,北京100044;北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心,北京100044;北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TM46电力电子变压器(PET)具有电压变换、潮流控制和故障隔离等功能,是未来智能配电网的重要电气设备[1].PET通常具有三级结构,包括高压侧的模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter, MMC)、中间级隔离型双向DC/DC变换器和低压侧逆变器[2].由于PET的容量较大,中间级的DC/ DC变换器设计尤为关键,为降低难度,通常采用模块化串并联结构.目前,针对大容量模块化DC/DC变换器的研究大多处于电路拓扑、仿真验证和原理样机阶段,因此其控制算法并不成熟[3].由于隔离型双向DC/DC变换器拓扑结构复杂,开关器件多,通常采用数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)进行控制,不仅编写程序耗费时间,而且无法实现在线参数调整.多个模块组成系统后,设计和调试的复杂性进一步提高,给控制系统的设计和验证带来很大的挑战.RT-LAB实时仿真系统具有计算精度高、实时性强和稳定性好等优点,已在国内外被广泛应用[4].文献[5]搭建了基于RT-LAB的3 MW风电变流器硬件在环仿真平台,结果表明:该平台所用控制算法对实际变流器同样适用.文献[6]利用RT-LAB半实物仿真平台验证了MMC的控制算法,结果表明:该平台是研究MMC的一种有效手段.文献[7]设计了基于RT-LAB的多端直流输电实验平台,实验结果表明:该系统能够实现多端系统的稳定运行.为缩短研发周期,本文作者设计了基于RTLAB实时仿真平台的模块化隔离型双向DC/DC变换器硬件在环仿真系统,以此来完成控制算法的开发.并在该半实物仿真平台上完成了两台DC/DC变换器输入串联输出并联(ISOP)的稳态和动态实验,结果表明:该平台可以为模块化DC/DC变换器研究开发提供有效途径.1.1 单台隔离型DC/DC变换器工作原理本文设计的半实物仿真平台所用模块化DC/ DC变换器主电路由4台双向隔离型DC/DC变换器组成,单台DC/DC变换器的电路拓扑如图1所示,包括一个半桥和两个H桥.在Buck模式下,通过控制H1桥上管的占空比调节输出电压,H2桥和H3桥都为50%占空比互补导通状态;在Boost模式下,H1桥的上管一直开通,下管一直关断,H2桥为50%占空比互补导通状态,H3桥通过桥臂间的移相实现升压.1.2 ISOP型DC/DC变换器控制策略在配电网应用场合下,由于输入电压高而输出电压低,故本文的DC/DC变换器采用ISOP结构[8],如图2(a)所示。

微电网半实物仿真平台的设计和实现

微电网半实物仿真平台的设计和实现
周冰;白建成;蔡蓉;童亦斌
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2013(047)002
【摘要】提出基于dSPACE和实时数字仿真器(RTDS)的微电网半实物仿真平台,它由Matlab/Simulink和dSPACE 模拟仿真器、并网变流器、数字功放、RTDS 组成,实现了变流器向电网注入功率并稳定并网点电压的测试,试验证明了半实物仿真平台的正确性和可靠性.并且在负载突增的情况下仍能快速稳定并网点电压,消除了并网点电压的波动.该平台的建立有利于对微电网和变流器的建模和仿真,为研究微电网稳定性分析、功率调节和控制提供实时的仿真基础.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】周冰;白建成;蔡蓉;童亦斌
【作者单位】北京交通大学,电气工程学院,北京 100044;北京交通大学,电气工程学院,北京 100044;ABB中国研究中心,北京 100015;北京交通大学,电气工程学院,北京 100044
【正文语种】中文
【中图分类】V242.3+1
【相关文献】
1.动车组制动控制系统半实物仿真平台的设计与实现 [J], 朱琴跃;吴桐;谭喜堂;刘榕雄;陶灵
2.无人机飞控系统半实物仿真测试平台的设计与实现 [J], 陆文骏
3.火电机组半实物仿真平台监控系统设计与实现 [J], 孙宇贞; 彭道刚; 于会群; 李芹; 徐春梅
4.基于机车半实物仿真平台应用层的设计及实现 [J], 张雁勋;赵贝;安志胜;王晋斌
5.基于LabVIEW和FPGA的半实物仿真平台的设计与实现 [J], 疏成成;苏建徽;施永;解宝;赖纪东
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基于Matlab的随动系统半实物仿真平台设计

ＳＵＩＳｈ－ｉｕｌｎ。ＹＵｉＬｅ，ＳＨＡ０ｅＷｉ
（ｏｌｇｆｔｍａｉｎａｄＥｌｔｎｃｇｎｅｉｇｉｇａｉｅｓｙｏＣｌｅｏｏｔｎｅｒｉＥｎｉｅｒ，ＱｎｄｏＵｎｖｒｉｆｅＡｕｏｃｏｎｔＳｉｃｎｃｎｌｇ，ｎｄｏ２６４，ｈｎ）ｃｎｅａｄＴｅｈｏｏｙＱｉｇａ６０２Ｃｉａｅ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｅｉｎｏｒｃｉｇｓｓｅｓｍｕａｉｎｐａｆｒｂｓｄｏａｌｂａｄＤＳｅｄｓｇｆｔａｋｎｙｔｍｉｌｔｌｔｏｍａｅｎＭｔａｎＰａｏ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：Ｍａｌｂ；ＤＳｔａＰ；ｔａｋｎｙｔｍ；ｈｒｗａｅｉ —ｏｐｓｍｕａｉｎｒｃｉｇｓｓｅａｄｒｎｌｏｉｌｔｏ－
半实物仿真是计算机在进行仿真时引入部分
硬件实物进行软硬结合的仿真，是对各种复杂控制系统进行初步测试的常用方法。本工作将
维普资讯
第２７卷第６期２００６年１２月
青
岛
科
技
大
学
学
报
Ｖ０．７Ｎｏ６１２．
Ｄｅ．００ｃ２６
ＪｕｎｌｏｎｄｏＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｃｎｌｇｏｒａｆＱｉｇａｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ
文章编号：６２６８（０６０ —５００１７—９７２０）６０４ —３

半实物仿真演示实例

OPNET SITL半实物仿真北京怡嘉行科技有限公司SITL概述•SITL(System-in-the-Loop)是支持虚拟网络与真实设备进行协同仿真的一个功能•支持的系统连接方式包括：•真实－虚拟－真实(Real-Sim-Real)•虚拟－真实－虚拟(Sim-Real-Sim)•真实－虚拟(Real-Sim)SITL模块的应用及优点•测试网络硬件或软件的原型是否满足可扩展性，互操作性，以及对标准的符合程度•在虚拟网络中部署新协议，加入真实的流量，分析协议的性能•在原型网络中加入大量虚拟结点，评估系统的可扩展性•不必完全用实物建立实验环境，节省开支(1)连接•将现实设备连接到运行OPNET仿真的主机•连接方式为以太网(2)配置•运行OPNET仿真的主机可以同时连接多个现实设备，每个现实设备通过一块网络适配卡相连•在OPNET网络模型中为每个现实设备配置一个SITL网关结点(3)运行仿真•现实设备和仿真之间实时传递数据包•SITL模块在现实网络和虚拟网络之间转换数据包•真实－＞虚拟：SITL将网卡上的真实数据包翻译成OPNET虚拟数据包•虚拟－＞真实：SITL将虚拟数据包翻译成真实数据包•数据包从以太网帧头开始的内容都将保留•OPNET/SITL所支持的网络协议–Ethernet–IPv4 and IPv6（不支持fragmentation ）–高层协议•ICMP –ping•ICMPv6 –ping, router solicitations, router advertisements•OSPFv2•RIPv1, v2•TCP•UDP•采用Real-Sim-Real连接方式时，所有应用层协议都支持•可以通过二次开发扩展SITL所支持的协议种类半实物仿真实例：RIP网络仿真•30个虚拟路由器•两台真实PC•一台真实的路由器•以一台真实设备和OPNET构建广域骨干网实验环境半实物仿真实例•仿真场景：1 路由表的建立过程2故障情况下路由重收敛3流媒体通过Real-Sim-Real仿真场景•30个虚拟路由器节点•两个SITL网关节点•虚拟路由器上运行RIP协议•与SITL网关相连的虚拟路由器接口地址分别为：192.168.1.20和192.168.2.20仿真场景1 无故障路由收敛20sNode_5Node_1615s Node_4、Node_710s node_65s Node_0•网络中路由器设置不同的rip开始时间,其余节点起始时间为50s（为了看到虚拟网络的路由是逐渐加入到真实路由器的路由表中）node_1和node_2之间流量的路由显示PC_1和PC_2之间互ping由于各个虚拟路由器开始运行的时间不一样，在真实路由器上学习到的路由条目也因此是逐渐增加的。

工业机器人半实物虚拟仿真系统设计

以“智能制造”为主攻方向，为我国发展成现代化工业强国描绘了清晰的路线[1]。

工业自动化是推动工业4.0的重要前提之一，也是必要因素，而工业自动化主要体现在机械制造和电气工程领域，导致众多机械和电气相关厂商纷纷开展了智能制造方面的研究。

目前全球众多优秀制造企业都开展了数字化工厂建设的实践。

FANUC公司实现了机器人和伺服电机生产过程的高度自动化和智能化；施耐德电气实现了电气开关制造和包装过程的全自动化。

国内也涌现出海尔、美的、东莞劲胜、尚品宅配等智能工厂建设的样板，如海尔佛山滚筒洗衣机工厂、尚品宅配实现了从款式设计到构造尺寸的全方位个性定制等。

但目前数字化工厂仍存在较多缺点[2]：（1）盲目购买自动化设备和自动化产线。

认为推进智能工厂就是自动化和机器人化；（2）尚未实现设备数据的自动采集和车间联网，导致依然存在大量信息化孤岛和自动化孤岛；（3）尚未具备快速建厂的技术条件，使得工厂建设过程周期漫长。

究其原因，数字化制造工厂系统复杂，工厂的完善仍需要较长时间。

而目前数字化工厂所存在的共性缺陷中、不能快速建厂是其最致命的缺陷，这是数字化工厂高度智能化导致工厂建设漫长与产品为抢占市场需要缩短上市周期之间的矛盾。

缩短智能工厂开发周期对提高产品市场占有率具有重要意义。

1 半实物虚拟仿真系统整体设计目前，市场上已有的工业机器人由于应用场景的不同，种类很多，其特点也是各有千秋。

本文拟设计一种基于工业机器人的半实物虚拟仿真系统，通过对市场同类产品的特点分析，在系统控制方面进行了优化设计；在末端夹具方面创新设计了一种通用型多功能抓手[3]；在软件仿真和测试环节，该研究采用了Visual C++、CAD和DH模型进行开发。

目前项目已经具备了数字化工厂虚拟互联调试的基础技术，已经可以通过仿真环境下物理的PLC[4]、HMI等自动化设备的结合，完成对PLC程序和机器人程序的联合调试，在施工前即可实现设计和程序的提前验证，具有了虚拟互联调试的基本框架系统。

半实物仿真

带宽传输速率拓扑结构通信介质
传输距离
节点数存储器容量存储器类型
传输延迟
错误检测/ 纠正
中断传输支持总线
操作系统
150Mbit/s 16.7MB/s 环（Ring）同轴电缆，标准光纤，长距离光纤标准 300m 长距离 3500m
256 8Mbyte DRAM（SIMM） 0.8us（4bytes） 1.5us（16bytes）
第七章半实物仿真
主要内容
7.1半实物仿真的概念 7.2半实物仿真的支撑技术 7.3半实物仿真的工程实例
7.1.1半实物仿真的概念
半实物仿真，又称为硬件在回路仿真(hardwarein-loop simulation )，是将实物 (控制器)与在计算机上实现的控制对象的仿真模型联接在一起进行试验的技术。在这种试验中，控制器的动态特性、静态特性和非线性因素等都能真实地反映出来，因此它是一种更接近实际的仿真试验技术。这种仿真技术可用于修改控制器设计（即在控制器尚未安装到真实系统中之前，通过半实物仿真来验证控制器的设计性能，若系统性能指标不满足设计要求，则可调整控制器的参数，或修改控制器的设计），同时也广泛用于产品的修改定型、产品改型和出厂检验等方面。
7.1.2半实物仿真的特点
①只能是实时仿真，即仿真模型的时间标尺和自然时间标尺相同。
②需要解决控制器与仿真计算机之间的接口问题。例如，在进行飞行器控制系统的半实物仿真时，在仿真计算机上解算得出的飞机姿态角、飞行高度、飞行速度等飞行动力学参数会被飞行控制器的传感器所感受，因而必须有信号接口或变换装置。这些装置是三自由度飞行仿真转台、动压－静压仿真器、负载力仿真器等。
主机平台支撑：

基于半实物无人机测控仿真平台研究

遥控台Ｉ
１系统组成及功能
无人机测控仿真平台由真实的地面指挥控制站设备和机载仿真设备组成。系统组成图见图１所示。它以地面指挥控制计算机为中心，可完成遥控指令发送，测数据接收处理及显示，遥同时机载仿真
测试。
关键词
无人机；实物仿真；控系统；件设计；半测软
Ｔ９Ｎ１文献标识码Ａ文章编号１０ —３０（０７０ —０３ —００３１６２０ｆｒｓａｃｆＵＡＶｌｔｏｍＲｅｅｒｈ０ＴＴ＆ＣｉｕａｉｎＳｓｅｓｄｏＳｍｌｔｏｙｔｍＢａｅｎ
Ｈａｄｒ－ｎ－ｈ－ｏｒｗａｅｉｔｅＬｏｐ
ＦＥＮＧｎＷＥＩＺｉｍｉｎＹｉｇ，ｈ－ａ
（ｅａｃｓｔｅｆＵｍｎｅｅａｅｉ，ｅａｇＵｉｒｔ，ｅｉ００３Ｃｉ）ＲｓｒＩｔｔｏｎａｎｄＡｒｌｈｌＢｉｎｎｅｉＢｉｎ１０８，ｈａｅｈｎｉｕｉＶｃｅｈｖｓｙｊｇｎ
该平台采用串行通信、网络通信、Ｉ视频压缩编解码等技术，Ｗｉｏｓ境下实现了无人机遥控指令发送与接收、测数ＧＳ和在ｎｗ环ｄ遥据和视频压缩图像发送与接收并显示的测控系统工作闭环过程。它可以用于无人机测控系统的空地联试及测控设备的定性
ｄｓｇｅｉｎ

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制单元为被控对象，仿真条件更接近于实际工程背景。
１实现方案
．
实验装置采用甘肃省工业过程先进控制重点实验室紧凑型ＦＳＯ液位控制系统。液位控制单元示意图如图１ＥＴ所示，被控对象为Ｂ０，１２被控参数为Ｂ０１２的水位。执行器为水泵Ｐ０，量１１测
ｅｐｒｅｔｙｔａｅｎｔｅｈｌｅｔｙｗｉｏｂｎｓＯＣｔｃｎｌｙｏｎｉｂｅｔｎＴＡｏｐｏｉｅａｓｕｄｘｅｍｎｓｓｍｉｂｓｄｏａｎｔｈｃｃｍｉｅＰｅｈｏｏｆｔｙｏｊｃａｄＭＡＬＢｔｒｖｄｏｎｉｌａｅｓｈｆｉｈｇｅｔ
ｓ－０Ｌｓｕｅｓｅｐｒｍｅｔｌｐａｆｒｆｔｅｓｒｅ，ＯＰｏｌｏｆＭａｌｂｉｕｅｏａｈｅｅＯＰｅｖｒｉａｌ，ＮＣ７３０ＰＣｉｓｄａｘｅｉｎａｌｔｏｍｏｈｅｖｒＣＴｏｂｘｏｔｓｓｄｔｃｉｖＣｓｒｅ，ｆｌａｎｙＳ
Ａｂｔａｔ：ｅｏｋｄＣｎｒｙｔ（Ｃ）ｉａｎｗｋｄｏｍｕｅｎｒｌｙｔｓｉｄｓｉｅｏｋｉｅｅｔｏｔｌａｔｃｍｕｉｔｓｃＮｔｒｅｏｔｌｓｍＮＳｓｅｉｆｏｐｔｒｏｔｓｍ，ｎｕｔａｎｔｒｓｆｒｎｃｎｒｒｏｍｎｃｅｒｗｏＳｅｎｃｃｏｓｅｒｌｗｄｆｏｐｓａ
Ｂ０，保持水１１为
箱Ｂ０１２的水位在设定值，箱水图１液位控制示意图
Ｂ０１２上方的超声波液位传感器测得水箱Ｂ０１２水位，并将水位信号传到控制器。
技术建立了ＭＴＡ／ｉｕｉｋ半实物网络控制仿真平台，ＡＬＢＳｍｌｎ以校
＝机技术及其应用十算
￣Ｄｔｒｅｈｏｏ￣ｕｏｏｎｌｖ＆ＡｏｆａｉｒＴＤＩｔｃｏ
ｔｒｂｋＯＣｗｉｌ，Ｐｏ＇ａｏｄａｏｔｃａｕｔｎ三个模块拖至新的￣２８７４。通过取数值建立方程求解，６来建立正确的线性对应关ｅｌｃ，ＰｒｅｂｏｋＯＣＣｒｇｒｉ系，这样液位的值为：
（．Ｌｎｈｕ１ａｚｏ
ｅ
ｏｃｎｌｙＬｎｈｕＧｎｕ７０５，ＣｉａｆＴｈｏｇ，ａｚｏａｓ３００ｈｎ；ｅｏ
２ｅａｏａｏｙｏａｓｄａｃｄＣｎｒｌｏｎｕｔａｒｅｓ，ｎｈｕＧｎｕ７０５，Ｃｉａ．ＫｙＬｂｒｔＧｎｕＡｖｎｅｏｔｒｄｓｉｌｏｓｓＬｚｏａｓ３００ｈｎ）ｒｆｏｆＩｒＰｃｅａ
ＤｅｉｎｏｍｕａｉｎＰｌｔｒｏｍｉｈｓｃｌｔｒｅｎｒｌｓｅｓｇｆａＳｉｌｔａｆｍｆＳｅ－ｙｉａｏＯｐＮｅｗｏｋｄＣｏｔｏＳｙｔｍ
ＬＩＥｒｃａ一ＬＩＷｅ，ＬＩＺｈｎ．ｎ一ＸＩＭｅ．ｉ－ｈｏ．，ｉａｍｉｇ．，Ｅｉ１ｎ，
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模型窗白中 ’ 。双击ＯＣｃｇａｎ在ｃｆｒＯＣｃｎ／Ｐｏｔｔ，ｏｉｅＰｌｔ矗ｌｉｒｏｎｉｓｕｇｅ
ＡｄＳｌｃ中选择添加ＯＣＳｒｅ，置ＯＣｒａｌｋＯＣｄ／ｅｔｅＰｅｒ设ｖＰｅｄｂｏ，Ｐｃ
Ｋｅｗｏｄ：ｔｏｋｄＣｎｒｌｙｔｍ：ｐｏｅｓｃｎｒｌｎｅｎｔｅ —ｈｓａｓｓｍｕａｉｎｙｒｓＮｅｗｒｅｏｔｓｅｏＳｒｃｓｏｔｏ；Ｉｔｒｅ；ｓｍｉｐｙｉｌｉｌｔｃｏ
Ｏ引言
网络控制系统（Ｃ）ＮＳ通过工业网络实现控制单元之间的数据交换，究表明网络控制系统中的随机延迟会恶化控制品质，研甚至使控制系统变得不稳定 … 。不少学者利用随机函数模型来
ｗｉａｈｏｈｒｔｅｃｔｅ，ｗｈｃｅｄｅｒｂｅｏｃｎｒｌｓｓｅｕｈａｉｅａｎｃｅｕｉｇＢｓｄｏＣＳｗａｅｅｅｃｎｒｌｈｉｈｌａｓｎｗｐｏｌｍｓｔｏｔｏｙｔｍｓｓｃｓｔｍｅｄｌｙａｄｓｈｄｌ．ａｅｎＰｔｒｌｖｌｏｔｏｎ
之处在于ＭＴＡ／ｉｕｉｋ与硬件实物之间如何接口ＡＬＢＳｍｌｎ。随着ＯＣ技术的发展，ＴＡＰＭＡＬＢ中有了专门的ＯＣ工具箱，Ｐ并且在Ｓｍｌｋ模块库中集成了相应的ＯＣ模块，ｉｕｉｎＰ因此本文使用ＯＣＰ
ｕｉｗｉｅｉｅｙＧｒｎＥＴｏｐｎｓｎｉｏｔｌｄｏｊｃａｄｃｍｕＡｓｏｕｉｔｎｅｉ，ｉｅｓｎｔｈｃｉｄｓｎｄｂｅｍａｙＦＳＯｃｍａｙａｔｙｃｎｒｌｂｅｔｎａｐｓＮａｍｍｎｃｉｓｄａＳｅｎｈｓｇｅｔｏｅＬｃａｏｍｍ
￣
ｒｔｗｉｌｃ其中，Ｎ为数字量范围（Ｉ０— ８４）６０２８。此对应关系可以在ｗｒｅｂｏｋ模块属性并添加变量连接。６６
西门子ＳＥ７中使用梯形图逻辑、ＴＰ功能块图或语句表进行编程
操作实现。，
１２基于ＳＭＥＩＴ的组网．ＩＴＣＮＥ
园局域网为通信介质，模拟远程网络控制系统，以实际的液位控
１１系统构建．
原系统液位控制单元采用现场总线为通信介质进行数据交换，能满足网络控制系统的实验要求，以对系统进行了二次不所
开发。将西门子ｓ７—３０ＰＣ通过以太网模块接人到局域网中，０Ｌ
ｅｐｒｎｎｉｎｎｏｅｓｕｙａｄｖｉａｉｎｏｅａｖｎｅｏｔｌｎｇｒｈ．ｘｅｉｍｅｔｅｖｒｍｅｔｒｔｔｄｎａｄｔｆｔｄａｃｄｃｎｒｌｇａｏｉｍｓｏｆｈｌｏｈｏｉｌｔ
．
图４半实物仿真平台
ＳＭＴＣＮＴＩＡＩＥＩＴＣＮＴＶ．ＭＰ
（ＬｒＰｏｅｓｏｔ１，ＯＥｆｒｃｓＣｎｒ）并且支持对ＳＭＡＩｏｏＩＴＣ通信网络的通信
协议如ＰＯＩＵＲＦＢＳ和以太网进行访问，在本系统中选择ＯＣ服Ｐ务器对以太网的访问，ＰＯＣ服务器随ＳＭＥＩＥＩＴＣＮＴ软件光盘
摘
７０５；．甘肃省－￣过程先进控制重点实验室，３００２ｒ１１，甘肃兰州７０５）３００
要：网络控制系统（Ｃ）ＮＳ是一种新型计算机控制系统，通过工业网络实现控制单元之间的数据交换，但这也给控制系统带来了时
延等问题。采用德国费斯托过程控制装置中的液位控制单元为实物被控对象，以校园局域网为通信介质，于ＯＣ协议，基Ｐ以西门子ｓ３０ＰＣ作为ＯＣ服务器，ＭＡＬＢ作为ＯＣ客户端，７— ０ＬＰ将ＴＡＰ最终开发出一种基于ＯＣ技术的实体对象与ＭＡＬＢ结ＰＴＡ
器，节器为电调
机调速器。水泵将水箱Ｂ０１１里
的蒸馏水送到Ｂ０，箱Ｂ０１２水１２
的水在重力作用下流到水箱
近年来，于ＭＡＬＢＳｍｌｋ的半实物仿真平台非常多，基ＴＡ／ｉｕｉｎ但是在ＭＡＬＢＳｍｌｋ平台上搭建半实物仿真系统，ＴＡ／ｉｕｉｎ其关键
合的半实物ＮＣＳ实验系统，为高级控制算法的研究和验证提供了一个良好的实验平台。关键词：网络控制系统；过程控制；以太网；半实物仿真［中图分类号］Ｔ２３［Ｐ７文献标志码］Ａ［文章编号］１０３８（０２００２０００— ８６２１）２— ０１— ２
近似产生网络中的通信延迟，出现了ＴｕＴｍ也ｒｅｉｅ这样根据网络ＭＡＣ协议对通信延迟进行机理建模的方法。但它只适用于单级的网络拓扑，而且当网络中的通信节点较多时仿真系统运行效
率很低。
变送器为模拟式
超声波液位传感
算机技术及其应
ＣｏｍｐｕｅｃｎｌＱｔｒＴｅｈｏｏｙ＆Ａｐｌａｉｎｐｉｔｓｃｏ
《气动￣１年４２电自化２２第３卷第期ｏ
半实物网络控制系统仿真平台设计
李二超，李炜。李战明。谢梅林一
（．兰州理工大学电气与信息工程学院，１甘肃兰州
信号，转换为单极性转换，４～０ｍＡ的信号对应于数字量此即２６６０～７６８即２．０２４，０８～３０ｍ的液位信号对应于数字量６６００ｍ０