Quanser QSTudioRP快速控制原型(新)
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• 研究触觉控制、空间 飞行器对接、空中加 油的理想设备
• 3个方向的移动、2个 方向的转动。分别由6 个直流电机驱动
• 研究复杂的动力学和 运动学的控制问题
原理样机：宇航系列
3DOF直升机
2DOF直升 机
3DOF飞 轮
原理样机：激光束稳定性系统
• 应用在飞机/飞船导向、 跟踪和空间激光通讯 系统领域 。也可应用 在半导体生产/检测、 材料处理、工业打标、 信息显示和生物医学 系统
• 直流马达的框架可以 沿着垂直轴随意旋转
• 控制器测量陀螺的偏 转角并以框架为基准 保持陀螺框架的视线 独立于未知的旋转
原理样机：平衡立方体
• 平衡立方体可以 在没有直接角度 测量的条件以立 方体任一条边保 持平衡
• 在立方体内部一 个被驱动的钟摆 用于对立方体施 加一个转矩
• 一个压电陀螺用 于检测立方体的 旋转速率
QStudioRP
快速控制原型 半实物仿真 原理样机实物仿真
北京美斯比科技有限公司
快速控制原型(RCP)
• 定义
– 快速控制原型就是在产品开发之初，使您的新的控 制思路(方法)能在实时硬件上方便而快捷地进行测 试。
• 使用快速控制原型设计开发方法的原因
– 产品开发周期缩短，开发任务更加复杂 – 需求的多样性和变化性
原理样机：钢丝步行者源自文库
• 动力学上等效绷索马戏团的表演者的系统 • 卡尔曼滤波器被设计出用来估测机体相对与
垂直轴的角度 • 电机施加的转距可以用来保持机体垂直
• 优点
– 大大缩短开发周期 – 在开发早期减少/消除可能的错误及缺陷，从而达到
节省开支，降低物耗的目的 – 提高新品对需求的适应性
半实物仿真(HIL)
• 定义
– 半实物仿真也称硬件在回路(HIL)的仿真，是指有实 物设备接入系统回路的仿真
• 特性
– 实时性
• 分类
– 控制器在回路 – 被控对象在回路
为什么选择QStudioRP ？
为什么选择QStudioRP ？
• 性价比高
– QStudioRP是一种基于PC的桌面解决方案
• 省时
– 使控制工程师将精力集中到控制上
• 灵活性
– 不受限制的控制设计
• 易于掌握
– 在熟悉的环境中进行设计，不需要学习新工具
• 高精尖的原理样机实物
– 丰富多样的机电设备模型
应用领域和客户
• 应用领域
– 国防和军事 – 航空和航天 – 机器人 – 制造业 – 医疗仪器
• 典型客户
– Fairchild Controls – Lockheed Martin – Canadian Space Agency – Intel – Northrop Grumman – Schlumberger – NASA
• 研究大角度、低频率 和小角度、高频度的 校正 的理想设备
• 了解掌握激光束稳定 性的所有原理
原理样机：光跟踪系统
• 研究导弹、卫星 和太阳能工程等 应用的原理样机
• 感光摄像机实时 跟踪受动的可控 光源
• 研究光传感器的 校正和增益辨识
原理样机：两维陀螺系统
• 研究安放在船舶、车 辆等运动载体上仪器 设备的控制问题，尤 其是船上雷达的稳定 性问题
– 研究新的控制理论和方法
QStudioRP的功能和组成
• 功能
– 快速控制原型 – 半实物仿真 – 原理样机实物仿真
• 组成
– 高性能的PC – Quanser的Q8/Q4 HIL控制板卡 – Quanser的WinCon实时控制软件 – MATLAB/Simulink/RTW – Windows 2k/XP和VC＋＋ – Ardence RTX实时操作系统 – 原理样机实物(5DOF机器人、5DOF触觉并联机构、3DOF直
原理样机：振动控制台
xy 两轴震动台 120 kg @ 2g
振动控制 柔性结构 材料测试 机构动力学及控制
原理样机：5 DOF机器人
• 完全开放架构
• 研究多关节机 构的复杂的动 力学和运动学 的控制问题
• 基于PC机和 Windows的开 发、仿真、控 制环境
• CRS公司的工 业级产品
原理样机：5 DOF并联触觉机构
• 优点
– 软硬件并行开发 – 兼顾性能与成本 – 反复测试
原理样机实物仿真
• 定义
– 与实际物理设备原理(结构)相同或类似的设备我们 称为原理样机，其在回路中的仿真我们称为原理样 机实物仿真
• 优点
– 以原理样机实物为原型，设计研究我们要开发的实 际设备
– 将原理样机放在回路中，验证研究我们要采用的控 制策略
节 • 独立于TMW软件进行实时控制器的运行和调试 • 数据实时显示及保存
Q8 HIL控制板卡
• 利用PC的CPU处理，不需额外的DSP等 处理器
• 提供方便与外界连接的接口卡 • 支持多种系统，Windows 2k，XP，
RTX • 一台PC机可支持多块Q8
Q8 HIL控制板卡
• PCI接口 • 8路14位A/D • 8路12位D/A • 8路增量式编码器 • 32位数字I/O • 2路PWM • 能够同时对所有编码器和模拟端口进行采样 • 硬件自检和完善的事件监测功能
升飞机、2D地震台、2D陀螺稳定系统、激光束稳定性系统等 等)
QStudioRP的工作原理
快速控制原型/半实物仿真 原理样机实物仿真
实际控制器
RTX
实时控制软件WinCon
• 与Matlab/Simulink兼容 • 在Windows操作系统中实现硬实时特性 • 通过一台PC或多台PC联网方式进行实时控制 • 在MATLAB/Simulink中进行实时在线的参数调
• 3个方向的移动、2个 方向的转动。分别由6 个直流电机驱动
• 研究复杂的动力学和 运动学的控制问题
原理样机：宇航系列
3DOF直升机
2DOF直升 机
3DOF飞 轮
原理样机：激光束稳定性系统
• 应用在飞机/飞船导向、 跟踪和空间激光通讯 系统领域 。也可应用 在半导体生产/检测、 材料处理、工业打标、 信息显示和生物医学 系统
• 直流马达的框架可以 沿着垂直轴随意旋转
• 控制器测量陀螺的偏 转角并以框架为基准 保持陀螺框架的视线 独立于未知的旋转
原理样机：平衡立方体
• 平衡立方体可以 在没有直接角度 测量的条件以立 方体任一条边保 持平衡
• 在立方体内部一 个被驱动的钟摆 用于对立方体施 加一个转矩
• 一个压电陀螺用 于检测立方体的 旋转速率
QStudioRP
快速控制原型 半实物仿真 原理样机实物仿真
北京美斯比科技有限公司
快速控制原型(RCP)
• 定义
– 快速控制原型就是在产品开发之初，使您的新的控 制思路(方法)能在实时硬件上方便而快捷地进行测 试。
• 使用快速控制原型设计开发方法的原因
– 产品开发周期缩短，开发任务更加复杂 – 需求的多样性和变化性
原理样机：钢丝步行者源自文库
• 动力学上等效绷索马戏团的表演者的系统 • 卡尔曼滤波器被设计出用来估测机体相对与
垂直轴的角度 • 电机施加的转距可以用来保持机体垂直
• 优点
– 大大缩短开发周期 – 在开发早期减少/消除可能的错误及缺陷，从而达到
节省开支，降低物耗的目的 – 提高新品对需求的适应性
半实物仿真(HIL)
• 定义
– 半实物仿真也称硬件在回路(HIL)的仿真，是指有实 物设备接入系统回路的仿真
• 特性
– 实时性
• 分类
– 控制器在回路 – 被控对象在回路
为什么选择QStudioRP ？
为什么选择QStudioRP ？
• 性价比高
– QStudioRP是一种基于PC的桌面解决方案
• 省时
– 使控制工程师将精力集中到控制上
• 灵活性
– 不受限制的控制设计
• 易于掌握
– 在熟悉的环境中进行设计，不需要学习新工具
• 高精尖的原理样机实物
– 丰富多样的机电设备模型
应用领域和客户
• 应用领域
– 国防和军事 – 航空和航天 – 机器人 – 制造业 – 医疗仪器
• 典型客户
– Fairchild Controls – Lockheed Martin – Canadian Space Agency – Intel – Northrop Grumman – Schlumberger – NASA
• 研究大角度、低频率 和小角度、高频度的 校正 的理想设备
• 了解掌握激光束稳定 性的所有原理
原理样机：光跟踪系统
• 研究导弹、卫星 和太阳能工程等 应用的原理样机
• 感光摄像机实时 跟踪受动的可控 光源
• 研究光传感器的 校正和增益辨识
原理样机：两维陀螺系统
• 研究安放在船舶、车 辆等运动载体上仪器 设备的控制问题，尤 其是船上雷达的稳定 性问题
– 研究新的控制理论和方法
QStudioRP的功能和组成
• 功能
– 快速控制原型 – 半实物仿真 – 原理样机实物仿真
• 组成
– 高性能的PC – Quanser的Q8/Q4 HIL控制板卡 – Quanser的WinCon实时控制软件 – MATLAB/Simulink/RTW – Windows 2k/XP和VC＋＋ – Ardence RTX实时操作系统 – 原理样机实物(5DOF机器人、5DOF触觉并联机构、3DOF直
原理样机：振动控制台
xy 两轴震动台 120 kg @ 2g
振动控制 柔性结构 材料测试 机构动力学及控制
原理样机：5 DOF机器人
• 完全开放架构
• 研究多关节机 构的复杂的动 力学和运动学 的控制问题
• 基于PC机和 Windows的开 发、仿真、控 制环境
• CRS公司的工 业级产品
原理样机：5 DOF并联触觉机构
• 优点
– 软硬件并行开发 – 兼顾性能与成本 – 反复测试
原理样机实物仿真
• 定义
– 与实际物理设备原理(结构)相同或类似的设备我们 称为原理样机，其在回路中的仿真我们称为原理样 机实物仿真
• 优点
– 以原理样机实物为原型，设计研究我们要开发的实 际设备
– 将原理样机放在回路中，验证研究我们要采用的控 制策略
节 • 独立于TMW软件进行实时控制器的运行和调试 • 数据实时显示及保存
Q8 HIL控制板卡
• 利用PC的CPU处理，不需额外的DSP等 处理器
• 提供方便与外界连接的接口卡 • 支持多种系统，Windows 2k，XP，
RTX • 一台PC机可支持多块Q8
Q8 HIL控制板卡
• PCI接口 • 8路14位A/D • 8路12位D/A • 8路增量式编码器 • 32位数字I/O • 2路PWM • 能够同时对所有编码器和模拟端口进行采样 • 硬件自检和完善的事件监测功能
升飞机、2D地震台、2D陀螺稳定系统、激光束稳定性系统等 等)
QStudioRP的工作原理
快速控制原型/半实物仿真 原理样机实物仿真
实际控制器
RTX
实时控制软件WinCon
• 与Matlab/Simulink兼容 • 在Windows操作系统中实现硬实时特性 • 通过一台PC或多台PC联网方式进行实时控制 • 在MATLAB/Simulink中进行实时在线的参数调