お問い合わせ

>> TOP > 技術情報

タイトル モデルベース開発(MBD)
関連製品 リアルタイムシミュレータ RTSim
技術情報

製品開発の手順

 

  1. 製品の仕様を決定する。
  2. 仕様を実現できる製品のシミュレーションモデル(製品モデル)を作成する。
  3. 製品モデルの評価を行うために評価用のシミュレーションモデル(評価モデル)を作成する。
  4. 評価モデルを使用して製品モデルを評価する。

 

 多く場合に製品が単独で存在するのではなくシステム全体の一部として存在する。その製品を使用するものが存在しており、製品に動作指令や動作条件を与えてくる。製品モデルと評価モデルを合わせるとシステム全体のモデルとなる。

 

 製品に動作指令や動作条件を与え、製品からの応答が当初の仕様を満たしているかどうか評価を行う。製品モデルが仕様を満たしていない場合は製品モデルの修正を行い、再度評価を行う。どうしても仕様を満たす事ができない場合は仕様の修正を検討することになる。仕様の修正を行った場合は評価モデルの修正も行う可能性が出てくる。

 

 ソフトウェアによるシミュレーションモデルの評価を行う場合をSILS(Software In The Loop Simulation)と呼ぶ。

 

 また更に一歩進めて、製品モデル或いは評価モデル(或いは一部)をリアルタイムシミュレータに搭載して、それら以外は実機を用いてシステム全体の評価を行う場合がある。モデルの一部をリアルタイムシミュレータに搭載してモデル評価を行うことをHILS(Hardware In The Simulation)と呼ぶ。

 

 この様に製品モデルと評価モデルの両方を作成しシステム全体の評価を行うことにより開発を進める手法をモデルベース開発と言う。試作にかかる前に製品モデルによる検討を十分行うことにより、試作回数が削減され開発期間の短縮や試作費用の削減にもつながる。また様々な角度からの評価を行うことができるため製品完成度の向上に役立ちまた、独創的な製品の開発を行うことができる。

 

タイトル Software in the loop simulation (SILS)
関連製品 MATLAB Simulink Real-time Workshop
技術情報

 制御装置と制御対象などのシステム全体のシミュレーションモデルをソフトウェアで作成し評価を行う。

 

製品開発の手順

 

  1. 製品の仕様を決定する。
  2. 仕様を実現できる製品のシミュレーションモデル(製品モデル)を作成する。
  3. 製品モデルの評価を行うために評価用のシミュレーションモデル(評価モデル)を作成する。
  4. 評価モデルを使用して製品モデルを評価する。

 

 多く場合に製品が単独で存在するのではなくシステム全体の一部として存在する。その製品を使用するものが存在しており、製品に動作指令や動作条件を与えてくる。製品モデルと評価モデルを合わせるとシステム全体のモデルとなる。

 

 製品に動作指令や動作条件を与え、製品からの応答が当初の仕様を満たしているかどうか評価を行う。製品モデルが仕様を満たしていない場合は製品モデルの修正を行い、再度評価を行う。どうしても仕様を満たす事ができない場合は仕様の修正を検討することになる。仕様の修正を行った場合は評価モデルの修正も行う可能性が出てくる。

 

 ソフトウェアによるシミュレーションモデルの評価を行う場合をSILS(Software In The Loop Simulation)と呼ぶ。

 

タイトル Hardware In The Loop Simulation (HILS)
関連製品 リアルタイムシミュレータ
技術情報

 Hardware In The Loop Simulation (HILS)は実機システムの中の一部をリアルタイムで動作するシミュレーションモデル(リアルタイムシミュレータ)に置き換えてシステム全体の評価試験を行うことを意味しています。また実機システムの中の一部がコントローラである場合をRapid Prototypeと言います。

 

 

 

図1:仮想コントローラ(ラピットプロトタイプ)

 

 

 また多くの場合、制御対象がリアルタイムで動作するシミュレーションモデルをHILSと呼びます。制御対象がモータである場合はMOTOR HILSと呼ばれます。

 

 実機システムの一部を模擬するリアルタイムで動作するシミュレーションモデル(HILS)はリアルタイムシミュレータとも呼ばれます。

 

 

図2:仮想的な制御対象(Hils)

 

タイトル コントローラ、インバータを評価するためのMOTOR-HILS
関連製品 ハードウェア:バーチャルモータ DT-1310(CPU)/DT-1311(CPU)/DT-1315(CPU)、 DT-1320(FPGA)/DT-1321(FPGA)/DT-1325(CPU&FPGA) ソフトウェア:MOTOR-LIB、JMAG-LIB
技術情報

【コントローラ、インバータを評価するためのMOTOR-HILS】
DT-131X /DT-1132Xは「インバータに接続可能なバーチャルモータ」です。ユーザーの「コントローラ+インバータ」を評価できます。モータモデルはMOTOR-LIBやJMAG-LIBを使用し線形モデルや非線形モデルに対応する事が可能です。

  インバータの端子電圧をA/D&D/Aユニット:DT-1021のA/Dにより高速サンプリングし、そのデータを元にCPUやFPGAでモータモデルを高速計算します。計算結果として電流、トルク、角度等をA/D&D/AユニットのD/Aより出力します。またアクセラレータのD/Oポートよりデジタルの角度出力も可能です。
 
  モータモデルの3相電流値を電圧としてD/Aから出力し、バイポーラ電流アンプ:DT-1028に接続します。バイポーラ電流アンプは電流値を電圧で受け取り電流に変換します。この電流出力をバーチャルモータの出力として実インバータに接続が可能となります。実モータの様に電流の吸込み(力行)や電流の吐き出し(回生)を行う事が可能です。

  また、バーチャルモータは負荷入力端子も備えているため負荷モデルを接続することが可能です。負荷モデルはSimulinkによりユーザーが作成する事が出来ます。負荷モデルを接続する事によりコントローラの指令によるダイナミックな負荷変動の応答をコントローラに返す事が出来ます。
 
DT-1310/DT-1311/DT-1315(CPU)、DT-1320/DT-1321/DT-1325(CPU&FPGA)
 MOTOR HILS(Hardware in the loop simulation)を構成するために必須の製品です。モータ制御システム開発において下記の様な要求に応えることができます。
 

  1. モータ、モータ負荷等が未だ完成していないがコントローラの開発を進めたい。
  2. 試作機のインバータ、モータ、負荷等は用意できたが、試作機を壊さないためにコントローラに仮想のインバータ、モータ、負荷を接続して制御の安定性を評価したい。
  3. モータに様々な負荷変動を与えてコントローラの評価を行いたいが、負荷変動の再現が困難である。
  4. モータ試作回数の低減による費用削減、開発期間の短縮を実現したい。
  5. 試験の安全性を確保したい。

 
特 徴

  1. モータモデルの電流応答時間が数μSecと非常に高速である。
  2. モータモデルの計算は32bit浮動小数点の高精度演算が可能である。
  3. JMAG-RTに対応した非線形対応のモータモデル(DT-1315、DT-1325)が動作する。
  4. モータの負荷モデルをSimulinkでモデル化することにより、コントローラにダイナミックな負荷変動を与え評価することができる。
  5. 複数台のモータボードが同時に動作する。
  6. MATLAB/Simulinkの環境で開発が可能。

 

構成図

タイトル MOTOR HILS
関連製品 DT-1200/DT-1201/DT-1205
技術情報

 DT-1200/DT-1201/DT-1205はFPGAの中にインバータモデル+モータモデルを内蔵したバーチャルモータボード(PCIバス)です。バーチャルモータは実コントローラが出力するインバータへのゲート信号(PWM)を入力し、計測することによりモータにかかる電圧を計算しモータモデルに与えます。出力は電流、トルク、回転角等をアナログ電圧で出力できます。

 

 コントローラの出力するインバータゲート制御信号(PWM)に実インバータ、実モータ、実負荷を接続せずにコントローラの評価を行うことができます。MOTOR HILS(Hardware in the loop simulation)を構成するために必須の製品です。下記の様な要求に応えることができます。

 

  1. インバータ、モータ、負荷等が未だ完成していないがコントローラの開発を進めたい。
  2. 試作機のインバータ、モータ、負荷等は用意できたが、試作機を壊さないためにコントローラに仮想のインバータ、モータ、負荷を接続して制御の安定性をテストしたい。
  3. 実負荷により様々な負荷変動を与えてコントローラの評価を行いたいが、負荷変動の再現が困難である。
  4. 開発期間の短縮、モータ試作回数の低減による費用削減、試験の安全性の確保等が可能です。

 

特 徴

  1. モータモデルの電流応答時間が数μSecと非常に高速である。
  2. モータモデルの計算は32bit浮動小数点の高精度演算が可能である。
  3. JMAG-RTに対応した非線形対応のモータモデル(DT-1205)が動作する。
  4. モータの負荷モデルをSimulinkでモデル化することにより、コントローラにダイナミックな負荷変動を与え評価することができる。
  5. 複数台のモータボードが同時に動作する。
  6. MATLAB/Simulinkの環境で開発が可能。

 

 

構成図

篏
純
絨若
羆若
篁鐚宴若