[AI-產品發表 P00048] Model-Based Design with AI STANDO Controller

Keyword: Matlab、Simulink、LabVIEW、 Veristand

前言

在科學中,模型是對某種“真實”事物的簡化表示。科學家說是在研究自然,但實際上他們做的大部分工作是在對自然進行建模,並對他們建立的模型進行研究。模型是一種思維方法,成語“去偽存真”就是建模的過程。

基於模型的設計方法是從部件的功能和原理出發,使用基於模型設計的工具,圖形化或者形式化文本的方式建立模型,通過仿真驗證模型的正確性。最終自動生成代碼,下載到目標平台上運行。設計的整個過程不再是以代碼為中心,而是以模型為主。從計算機科學的角度來看,模型是一種“更高級”的計算機程序設計語言,模型到代碼產生,模型執行是軟件自動化的範疇。

建模的方法是為了某種目的,提取事物相關的體徵,然後使用某一種形式化語言,無歧義地將模型描述出來。最常見的模型語言就是「數學」。MBD( Model-Based Design) 開發環境是基於模型的開發工具,其中較為普及的MBD開發環境則為MatLab/SimuLink軟體。

基於模型的設計方法(MBD,Model Based Design)採用圖形化設計和自動化代碼生成,不同於基於手工程式設計和紙上規範的傳統程式設計方法,具有如下優點:

(1)在統一的開發測試平台上,允許從需求分析階段就開始驗證,並做到持續不斷的驗證與測試;

(2)產品的缺陷暴露在產品開發的初級階段,開發者把主要精力放在演算法和測試用例的研究上,嵌入式代碼的生成和驗證則留給電腦去自動完成;

(3)大大縮短了開發週期與降低開發成本。

基於模型的設計方法的不同階段,分別採用MIL/SIL/PIL/HIL等測試方法,有效的對嵌入式代碼進行測試和驗證。其中:

MIL,Model in the Loop:模型在環測試;

SIL,Software in the Loop:軟體在環測試;

PIL,Processor in the Loop:處理器在環測試;

HIL,Hardware in the Loop:硬體在環測試;

在控制策略開發過程中,用戶先在Matlab/Simulink提供的軟體環境裡進行建模和模擬。然後利用Matlab/Simulink提供的自動代碼生成的功能,將控制策略模型自動生成標準C代碼經過編譯下載到一個標準的嵌入式硬體平台加以執行。而這個標準硬體平台與真實的受控物件連接。代碼下載到控制器上後,可以驅動真實的受控物件工作,從而在真實環境下驗證控制策略。在演算法的驗證過程中,通過網路與上位機連線來顯示即時資訊,還可以即時修改控制策略的參數,實現線上調整參數。用戶無須一次次修改控制參數,然後編譯下載和調試。使用者能夠將注意力集中在控制策略本身,從而有效克服了傳統控制器開發方式的缺陷,加快了產品開發進度。

影片演示了Simulink – RC circuit modeling範例。由影片可得知,透過此開發方式可以簡單方便的使(引)用功能多樣與強大的Matlab/Simulink Toolbox,從而整合運用一個強大的數學軟體。

艾銳儀器(AI) 推出的STANDO(x86, arm) Controller均可以支援 Model-Based Design,特別是可以移植與執行於多種架構的ARM Based上。試想想,若是在數千元的ARM平台,能夠使用LabVIEW來開發Model-Based Design應用,是多麼powerful的整合方式。最終可以降低開發/研究與部屬成本,來達成高性價比。

AI STANDO Controller can be ported to kinds of platform:

X86(Intel) and ARM(RaspberryPi / BeagleBone / RockPi / Jetson Nano)…etc Series

艾銳儀器(AI) 提供客製化的嵌入式控制器(主機),並已在Linux 系統上移植了多款DAQ裝置,可以容易的使用LabVIEW/Python程式來整合/開發與應用。

Advantech’s Modular DAQ System (iDAQ Series)

https://fb.watch/h3VtbwDaUN/

Advantech USB-4700/5800/iDAQ series

https://fb.watch/h3VojxVtJK/

AI DAQLink Series

https://fb.watch/h3VqgcdSmh/

#影片: 請選高畫質(HD)與打開喇叭來觀看!

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