dspace配置的优缺点比较.docx
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dspace配置的优缺点比较
dSPACE
***基于Matlab/Simulink平台***
实时快速原型及硬件在回路仿真
的一体化解决途径
1
概述
在当今社会，市场对产品的需求呈现多样性、快速性的趋势，这就使企业的新品开发面临着多样性需求与快速开发之间的矛盾；同时对控制系统鲁棒性及可靠性的要求也日益增加；另外并行工程（即：
设计、实现、测试和生产准备同时进行）被提上了日程。
DSPACE的产品为并行工程的实现创造了一个良好的环境。
对于进行控制算法研究的工程师而言，最头疼的莫过于没有一个方便而又快捷的途径，可以将他们用控制系统设计软件（如MATLAB/Simulink）开发的控制算法在一个实时的硬件平台上实现，以便观察与实际的控制对象相连时，控制算法的性能；而且，如果控制算法不理想，还能够很快地进行反复设计、反复试验直到找到理想的控制方案。
对一些大型的科研应用项目，如果完全遵循过去的开发过程，由于开发过程中存在着需求更改，软件代码甚至代码运行硬件环境不可靠（如：
新设计制造的控制单元存在缺陷）等问题，最终导致项目周期长、费用高，缺乏必要的可靠性，甚至还可能导致项目以失败告终。
这就要求在开发的初期阶段就引入各种试验手段，并有可靠性高的实时软/硬件环境做支持。
另外，当产品型控制器生产出来后，测试工程师又将面临一个严重的问题。
由于并行工程的需求，控制对象可能还处于研制阶段，或者控制对象很难得到，用什么方法才能在早期独立地完成对控制器的测试呢？
我们将这些问题概括为两种：
快速控制原型（RCP）和硬件在回路仿真（HILS）。
dSPACE提供了这两方面应用的统一平台。
2Dspace介绍
dSPACE实时仿真系统是由dSPACE公司开发的一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及测试的工作平台，实现了和MATLAB/Simulink的完全无缝连接。
dSPACE实时系统拥有具有高速计算能力的硬件系统，包括处理器、I/O等，还拥有方便易用的实现代码生成/下载和试验/调试的软件环境。
这样，在dSPACE强大功能的支持下，可以很好地解决上述问题：
●在控制系统开发的初期，把dSPACE实时系统作为控制算法及控制逻辑代码的硬件运行环境。
通过dSPACE提供的各种I/O板，在原型控制算法和控制对象之间搭建起一座实时的桥梁，让控制工程师将全部精力放在控制算法的研究和试验上，从而开发出最适合控制对象或环境的控制方案。
●当产品型控制器制造完成后，还可以用dSPACE实时仿真系统来仿真控制对象或外界环境，从而允许对产品型控制器进行全面、详细的测试，甚至在极限条件下的应用也可以进行反复测试。
在dSPACE试验工具软件的帮助下，测试工程师不用再象过去那样用一大堆的信号监测仪器费力地监测各种试验信号，而只需在计算机屏幕上随时观察测试工具软件记录下的各种信号和曲线即可，从而大大节约测试费用，缩短测试周期，增加测试的安全性及可靠性。
dSPACE实时系统具有很多其他仿真系统所不能比拟的优点：
●组合性强：
dSPACE在设计时就考虑了大多数用户的需求，设计了标准组件系统，可以对系统进行多种组合。
对不同用户而言，可以在运算速度不同的多种处理器（如：
TI公司的TMS系列、DEC公司的Alpha系列、Motorala公司的PowerPC系列）之间进行选择，最快的处理器浮点运算速度高达1000MFlops；I/O也具有广泛的可选性，通过选择不同的I/O配置，即可组成不同的应用系统。
●过渡性好，易于掌握和使用：
由于dSPACE与MATLAB的无缝连接，使广大MATLAB用户可以轻松地掌握dSPACE的使用，从而方便地从非实时的分析、设计过渡到实时的分析、设计。
●对产品型实时控制器的支持性强：
针对用户最终需要将仿真代码转换到产品型控制器的需求，dSPACE提供了从仿真代码到产品型控制器代码的生成工具，还提供产品型控制器与dSPACE实时系统的硬件接口，从而允许将dSPACE实时系统纳入闭环测试中。
这样，就可以在dSPACE实时系统的帮助下，顺利完成原型设计到产品的转换。
●快速性好：
由于dSPACE与MATLAB的无缝连接，使用户在几分钟之内就可以完成模型/参数的修改、代码的生成及下载等工作，从而可以在短期内完成对原型的反复更改和试验，尽快推出产品，完全避免了因为局部改动而要多花费几周甚至几个月的时间进行代码修改和重新测试的现象，大大节省了时间和费用。
●性能价格比高：
对用户而言，dSPACE是一种实时硬件平台，这就意味着用户用dSPACE完成一种产品的设计和测试后，还可以用dSPACE进行其它新品的开发或实时仿真测试。
这一特点使dSPACE具有较高的性能价格比。
●基于PC机，WINDOWS操作系统：
为了便于用户掌握和使用，dSPACE充分考虑了大多数用户都使用WINDOWS这一特点，其代码生成及下载软件、试验工具软件都基于WINDOWS，而不象其他仿真系统那样基于UNIX或DOS。
另外，考虑到用户普遍使用PC机，dSPACE实时系统与主机的硬件接口一般采用标准ISA/PCI总线，从而避免用户在附加设备上的投资。
●实时性好：
一旦代码下载到实时系统，代码本身将是独立运行的，试验工具软件只是通过内存映射来访问试验过程中的各种参数及结果变量，不会产生对试验过程的中断。
●可靠性高：
dSPACE实时系统硬件、代码生成及下载软件、试验工具软件都经过dSPACE工程师的精心设计、制造和调试，不存在任何兼容性问题，可靠性高，是可以信赖的软/硬件平台。
●灵活性强：
dSPACE实时仿真系统允许用户在单板系统和组件系统、单处理器系统和多处理器系统、自动生成代码和手工编制代码之间进行选择，使dSPACE系统具有很大的灵活性，从而可以适应用户各方面的应用需求。
正是由于dSPACE无可比拟的优越性，使得dSPACE从诞生之日起就引起众多工程技术人员及专家学者的注意。
目前，dSPACE已经广泛应用于航空航天、汽车、发动机、电力机车、机器人、驱动及工业控制等领域。
3Dspace的配置介绍
3.1dSPACE软件
CDP软件包包含RTI，ControlDesk，MLIB/MTRACE.
3.1.1RTI（Real-TimeInterface）-从方框图自动生成代码并下载
RTI是连接dSPACE实时系统与软件开发工具MATLAB/Simulink之纽带。
RTI对Simulink库进行了扩展,利用这些框图无需编写任何代码就能完成包括I/O接口及初始化过程的全部设置。
同时通过对RTW进行扩展，可实现从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的无缝自动下载。
这可使用户完全致力于实际设计过程并能迅速完成设计的更改，费力的手工编程已成为过去。
3.1.2ControlDesk综合实验环境
ControlDesk是dSPACE开发的新一代实验工具软件。
虽然控制器的开发及仿真模型的建立使用的是MATLAB/SIMULINK，但是，一旦模型已经通过RTI实现并下载到实时硬件中，余下的工作就由ControlDesk来完成。
ControlDesk将提供对实验过程的综合管理。
3.1.3MLIB和MTRACE—实现自动试验及参数调整
利用MLIB和MTRACE，可以大大增强dSPACE实时系统的自动实验能力。
使用这两个库可在不中断试验的情况下，从MATLAB通过M编程直接访问dSPACE板上运行的应用程序中的变量，甚至无需知道变量的地址，有变量名就足够了。
这样就可以利用MATLAB的数字计算及图形能力进行顺序自动测试、数据记录和控制参数的优化。
3.1.4PPC编译器
不论用何种方式（手动或自动）生成实时系统，都需要一个C编译器。
根据配置的不同，dSPACE系统使用POWERPC编译器ComplierForPPC：
适用于所有基于POWERPC处理器的系统。
其他软件略去。
3.2dSPACE硬件
3.2.1单板系统DS1103PPC控制器板
DS1103PPC控制器拥有大量I/O接口，使其可以满足RCP的要求。
DS1103PPC控制器板除36路ADC、8路DAC以外还配有数字I/O。
同时，DS1103PPC控制器板还集成了一个以TI公司的TMS320F240DSP为核心的I/O子系统，可用来满足特殊的I/O要求。
这种DSP可提供三相PWM信号发生器，尤其适于驱动方面的应用。
DS1103拥有6路数字增量编码器接口，可以方便的应用于机器人的设计。
DS1103还配有一个测速控制器，可用来对数字或模拟增量编码器位置信号进行解析，这使其可以应用于电气驱动控制。
DS1103还集成了Infineon的CAN控制器，使其也可以适应汽车及自动化方面的应用。
DS1103可以方便地插入PC机中，由PC机负责提供电源，完成程序下载。
所有的实时计算都是由PPC控制器板独立执行，只有dSAPCE的试验工具软件并行运行于主机上。
3.2.2单板系统DS1104PPC控制器板
DS1104是新开发的用于快速控制原型的单板硬件，它使得用户的PC机拥有强有力的开发系统。
基于PowerPC技术的实时硬件以及丰富的I/O接口提供了用于解决不同工业领域的控制器开发更理想的方案。
新板DS1104控制器板价格低廉，使得它成为一套既适用工业开发又适用大学研究极好的开发系统。
它拥有dSPACE原型板所有的优点：
完全的图形化设计，Simulink/Stateflow建模和实验管理软件，而且仅占用一个PC机的PCI插槽。
3.2.3ds1103和ds1104的比较
ds1103
ds1104
主频
PowerPC933MHz
PowerPC250MHz
A/D
16路16位通道,4路12位通道
4路16位通道,4路12位通道
D/A
8路16位通道
8通道16位
增量编码器接口
6通道数字输入
数字噪音滤波器
2个数字输入，TTL或RS422
24位数字增量编码器
CAN接口
Infineon80C164微处理器
无
DSP子系统
TMS320F240，为电机控制而设计
TI公司的TMS320F240DSP
物理接口
16位ISA总线插槽
32位5V，PCI插槽
3.2.4标准组件系统DS1005+各种I/O板卡
dSPACE标准组件系统的基本出发点是将实时系统和提供用户接口的系统完全分开。
无论主机的要求多么复杂，也无论使用的是何种操作系统,dSPACE实时硬件都能保证满足每一采样周期的准确时间要求。
所有的dSPACE标准组件板都必须至少配置一块处理器板。
所有的dSPACE标准组件系统都是以DS1005为核心构造的。
处理器板通过高速32位总线（PHS总线）提供到I/O板的接口，通过ISA总线提供到主机的硬件接口。
DS1005PPC处理器板在I/O管理能力及数字运算能力都非常强，运算能力可达12.6SPECfp95，21.8SPCEint95。
其组成多处理器系统的CPU之间的数据传输速率>1.25Gbit/S。
利用MATLAB/Simulink及dSPACE的实时接口库（RTI-1005MP）可轻松完成对DS1005的编程。
在MATLAB/Simulink环境下，无需写任何一行代码就可以增减并设置与DS1005板相连的所有I/O板。
代码的生成、编译和下载简化为鼠标的轻轻一点。
对于那些直接用手工编写的C代码，dSPACE提供用来进行初始化和访问I/O的基本C函数。
在调试器、编译器和下载软件的帮助下同样可以完成代码向DS1005板的下载。
对于I/O板卡的参考见如下。
3.2.5I/O板
为了满足快速控制原型及硬件在回路仿真的需求，dSPACE提供了系列I/O板可供选择。
3.2.5.1简单A/D和D/A转换
对A/D和D/A转换而言，可以在不同的通道数、分辨率及速度之间进行选择。
A/D转换板
通道数
分辨率
采样时间
（2通道）
采样时间
（所有通道）
板号
高速A/D
5in
最大16位
5s（16位）
5s（16位）
DS2001
多通道A/D
32in
最大16位
5s（16位）
93.5s（16位）
DS2002
多通道A/D
32in
最大16位
5.7s（16位）
72.5s（16位）
DS2003
D/A转换板
通道数
分辨率
建立时间
板号
D/A
5out
12位
3s
DS2101
高分辨率D/A
6out
16位
1.6s
DS2102
多通道D/A
32out
14位
10s
DS2103
3.2.5.2Multi-I/O
Multi-I/O板
通道数
分辨率
采样时间
（所有通道）
板号
A/D
20in
12位
32.5s
DS2201
D/A
8out
12位
建立时间:
6s
BitI/O
16in/out
I/O方向可按位选择
通道数
定时器
PWM（分辨率）
频率（分辨率）
TimingI/O
2in;4out;
2in/out
16位
Ready-to-useOUT（40ns）
Ready-to-useIN/OUT（160ns）
Multi-I/O板
通道数
分辨率
特性
板号
A/D
16in
14位
0－60v，转换时间：
每个通道1.1s
DS2211
D/A
20out
12位
0-10v,5mA
BitI/O
32in/out
16in,16out
通道数
定时器
PWM（分辨率）
频率（分辨率）
TimingI/O
24in;9out;
16位
Ready-to-usein/out（50ns）
Ready-to-usein/out（50ns）
基于角度的信号
●基于角度信号处理单元
●曲轴信号输出1通道
●凸轴信号输出2通道
●轮速信号或爆震信号输出4通道
●点火信号输入8通道
●喷射信号输入8通道
其它
●2路CAN
●串行口（RS232,RS422）
●电阻输出（10通道）
3.2.5.3增量编码器接口
增量编码器接口板
通道数
功能描述
板号
数字量接口
5in
记录数字增量编码器信号
DS3001
数字/模拟量接口
6in
记录数字/正弦增量编码器信号
DS3002
3.2.5.4定时及数字I/O
定时/数字I/O板
通道数
定时器
PWM（分辨率）
频率（分辨率）
TimingI/O
8in/out
30位
Ready-to-useIN/OUT（200ns）
Ready-to-useIN/OUT（120ns）
DS4002
数字I/O
32in/out
24in/out,4in,4out
数字I/O
96in/out
每8位一组可编程
DS4003
数字波形记录
16in
32位
Ready-to-useIN（25ns）
Ready-to-useIN（25ns）
DS5001
数字波形输出
16out
32位
Ready-to-useOUT（25ns）
Ready-to-useOUT（25ns）
DS5101
3.2.5.5复杂模拟信号及阻型传感器
复杂模拟信号板
通道数
功能描述
板号
DDS
6out
产生传感器仿真信号
DS2302
BitI/O
每通道7in/out
I/O方向可按位选择
TimingI/O
6out
Read-to-usePWM输出
Read-to-use频率输出
阻型传感器仿真板
4out
仿真阻型传感器,如:
温度传感器（10-500K）
DS2401
3.2.5.6其它I/O
其它接口板
通道数
功能描述
板号
原型板
将用户器件集成于dSPACE系统
DS4201
串行通讯
4in/out
串行通讯接口（RS422,RS485,RS232）
DS4201-S
ECU接口
到用户ECU的接口
DS4121
CAN接口
到CAN总线的接口
DS4302
MIL-STD-1553接口
到MIL-STD-1553总线的接口
DS4401
LIN接口
16
到LIN总线的接口
DS4330
ARINC429接口
到429总线的接口
DS4501
Ethernet接口
1
到以太网（UDP/IP）的接口
DS4502E
4费用
4.1DS1103
Num
ProductCode
ProductDescription
Price
Qty
Amount
ACEKit
A5
ACE1103PX4CP
DS1103+PX4+CP1103+
CDP+CCPPPC
€22,870
1
€22,870
TotalListPrice
€22,870
TotalFOBPrice（withSupport）
€25,157
TotalCIF（withFreight&Insurance）
€25,912
TotalRMBwithCustom&VAT
￥296,430
4.2DS1104
Num
ProductCode
ProductDescription
Price
Qty
Amount
ACEKit
A8
ACE1104CP
DS1104+CP1104+
CDP+CCPPPC
€9,000
1
€9,000
TotalListPrice
€9,000
TotalFOBPrice（withSupport）
€9,900
TotalCIF（withFreight&Insurance）
€10,197
TotalRMBwithCustom&VAT
￥116,654
4.3DS1005+I/O板
Num
ProductCode
ProductDescription
Price
Qty
Amount
ACEKit
A11
ACE1005_1GHz
DS1005PPCBoard1GHz,CDP
€16,110
1
€16,110
I/OBoards
1
DS2002
32通道A/D板；16位分辨率；
€4,140
1
€4,140
2
DS2102
6通道高精度D/A板，16位分辨率；
€5,220
1
€5,220
3
DAC-BNC6
Sub-D/BNCAdapterCableForDS2102
€190
1
€190
4
DS3002
6通道数字、正余弦增量编码板；
€5,040
1
€5,040
5
DS4002
定时器板；8路定时通道,200ns的精度；
€3,240
1
€3,240
6
DS4003
96通道数字I/O板；
€1,440
1
€1,440
7
DS4201S
4通道串口板；232，422，485可定制；
€1,110
1
€1,110
8
SIO-CAB
串口板适配电缆；
€190
1
€190
9
DS5101_2
16通道数字波形发生板，25ns分辨率；
€4,050
1
€4,050
Boxes（Hostinterfacevariantsare:
DS815PCMCIA）
10
PX20
20槽机箱；ExpansionBox（20Slot）
€5,940
1
€5,940
ConnectorPanels
11
CP2002
2002接口面板（无LED），10MU
€1,230
1
€1,230
12
CP2102
2102接口面板（无LED），2MU
€390
1
€390
13
CP3002
3002接口面板（无LED），3MU
€860
1
€860
14
CP4002
4002接口面板（无LED），4MU
€540
1
€540
15
CP4003
4003接口面板（无LED），4MU
€640
1
€640
16
CP5101
5101接口面板（无LED），5MU
€570
1
€570
17
CP-Desk
14MU的面板盒
€180
4
€720
TotalListPrice
€51,620
TotalFOBPrice（withSupport）
€56,782
TotalCIF（withFreight&Insurance）
€58,485
TotalRMBwithCustom&VAT
￥669,074
5部分学校电机客户列表
●南航电源重点实验室，飞控所
●上海大学自动化学院黄老师
●东南大学戴老师
●浙江大学机械学院
●上海大学机器人研究所
●哈工大
●北航等等
6TrainingandSupport
6.1Training
dSPACETraining:
CDP01——CDP基础培训
6.0.2Support
恒润科技负责所有上述产品的安装调试。
在使用产品的过程中，遇到技术问题，恒润科技工程师将及时给予有效响应，通过电话、传真或E-mail解决问题；在上述方式不能解决问题时，乙方工程师协商后及时解决产品使用现场问题.
Quotationpreparedby:
姜平
HirainTech.ShanghaiOffice
Tel:
+8621-64325415/6-812
M:
+86013818530826
Fax:
+8621-64325144
E-mail:
pjiang@
BeijingJingWeiHirainTech.Co.,Ltd
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