客户目的
伺服系统广泛应用于航空航天、兵器、船舶、工业自动化等领域，随着伺服系统交流化、数字化、集成化的发展趋势，提高伺服系统的开发效率显得尤其重要。传统的伺服系统开发设计主要由需求分析、设计、实现及测试验证四个阶段组成，各个阶段相对独立，可能会在早期引入较多的设计缺陷，需进行迭代设计，必然会提升伺服系统开发周期及成本。
面临的挑战
传统伺服系统控制方法的验证与测试需建立在已有控制器硬件基础之上，在控制器未设计完成之前，无法实现控制方法的可行性验证与测试。同时，已有的控制器可能不满足控制方法的使用需求，硬件错误可能会与控制律设计错误相互混淆，使控制算法工程师不能专注于算法设计，设计完成的控制算法需要手工编写代码，调参效率较低。
为了解决以上问题，需要使用更先进、更便捷的伺服系统设计方法，利用有效的工具与合理的方法在提高伺服系统开发的效率同时降低成本。
凯发娱乐登录的解决方案
采用基于模型设计（model based design，mbd）的开发理念，能提高开发效率并有效地降低成本，它可以将传统开发流程中的四个相互割列的阶段有机地结合起来，从需求分析阶段就开始验证与测试，让工程师把主要精力投入到算法和测试用例的研究上，让计算机完成嵌入式实时c代码自动生成，加快软硬件的开始效率。伺服系统的mbd的开发流程如下图所示：
mbd方法提供了伺服控制系统开发过程中的四个关键要素：对象建模、控制器分析和综合、对象和控制器仿真及控制器产品集成。
模型是对被控对象和控制系统的统一描述，它通过数学仿真进行设计，在各阶段不断完善系统模型，保证各阶段工作的一致性。基于模型的设计能够快速地完成设计迭代，完整的算法模型可以通过自动代码生成产品实现。因此，基于模型的设计能够降低设计中的错误、降低成本、减少重复工作。
基于模型设计的开发方法的主要特点为：
• 设计迭代，在开发早期减少、消除可能的错误及缺陷；
• 控制器硬件开发和控制律设计同步进行，缩短控制器研制周期；
• 快捷的在线调参、数据采集环境，提高控制律调试效率；
恒润的优势
恒润科技为客户提供的基于实时仿真技术的伺服控制系统开发方法，可以为客户伺服系统开发整个项目周期提供全方位的服务。主要业务包括：
上图为sdr4902系统组成架构图示例，其中红色标示出的rf4902(200mhz~2.7ghz)可根据客户需求选配rf4102(20mhz~2.7ghz)。
1. 伺服系统建模和电机参数辨识
在控制系统设计仿真阶段，客户首先会面临的一个问题是：被控电机的仿真模型与真实电机的输入输出动态性能无法吻合，导致仿真的可信度和参考价值降低。在此基础上设计的控制律也难以在实物上直接应用。恒润科技可以协助客户搭建伺服系统模型，并通过系统辨识的方法提高电机模型与电机实物的吻合程度，从而完成与实际控制系统相符的伺服系统全数学仿真。
在航空某所雷达扫描伺服项目中，通过参数辨识技术所得到的永磁同步电机模型与真实电机的输入输出数据吻合度达到98%，可以真实地体现电机动态特性。利用与实物高度吻合的数学模型，客户进一步特定的设计方法（例如现代控制理论、lqg控制理论等）进行控制系统设计。
2. 控制律设计和控制律优化
在得到与实物吻合的被控对象模型后，首先可以根据不同电机类型进行基础控制律设计，并针对不同控制任务和性能指标进行控制律设计和优化。根据客户实际伺服系统中存在的问题和性能指标的不同，我们先后在不同项目中使用过多种控制律设计技术：
• 基于负载观测器的摩擦扰动抑制；
• 基于卡尔曼滤波的速度量化误差抑制；
• 基于自适应鲁棒控制的高精度位置伺服控制；
• 应用于卫星通信伺服系统的闭环跟踪方法；
• 基于回波成形鲁棒控制的参数摄动抑制；
• 提高能量利用率的控制方法。
在兵器某所xxx伺服控制系统项目中，恒润科技协助客户进行控制律设计和优化，应用自抗扰控制、负载观测器设计等方法将客户国内控制精度再提高了15%，并解决了系统低速跟随时存在的爬行问题。
在航天某所xxx伺服控制系统中，在客户位置传感器精度显著不足的前提下，利用现代滤波理论减少速度反馈量化误差，并配合高带宽的速度控制器设计抑制系统扰动，将控速精度提高了一倍，并大幅提升了控制系统的动态性能和抗扰动性能。
3. rcp和hil半实物仿真
基于国内的higale实时仿真系统，恒润科技提高完整的伺服系统rcp（快速控制原型）和hil（硬件在回路）半实物仿真凯发娱乐登录的解决方案。针对伺服控制系统的半实物仿真系统有着严苛的实时性要求。恒润科技higale实时仿真系统运用的qnx实时操作系统，能够确保小于20us的操作系统抖动时间，完全能够满足100us的典型电流环控制周期实时性需求。
利用实时半实物仿真技术，可以有效验证伺服控制器的功能和性能，并有效提高控制系统的开发和调试效率。
rcp半实物仿真可以为客户带来如下一些收益：
• 有效隔离控制算法逻辑错误和控制器硬件错误，实现错误快速定位，加快系统调试进度，节省开发成本；
• 便捷的数据采集平台，采集伺服系统中的输入输出数据用于系统辨识或控制结果分析；
• 快捷的在线调参环境，实时显示控制结果，避免了反复从硬件中采集控制结果的繁复操作，提高控制律参数整定效率。
hil半实物仿真可以为客户带来如下一些收益：
• 可以在被控对象未完成采购或加工之前，提供模拟的被控对象，提前进行控制系统开发；
• 对于机载或弹载控制系统，hil半实物仿真可以节省实验成本，在飞行试验前在实验室环境内进行控制系统功能和性能验证；
4. 控制器、驱动器硬件开发
恒润科技可以协助客户进行伺服控制系统控制器、驱动器硬件研制，并已在多个型号项目中积累了丰富的软硬件研制经验、环境适应性设计经验。恒润科技所提供的伺服控制系统定制服务，具有如下一些优势：
• 良好的环境适应性。目前恒润科技伺服控制系统控制器、驱动器实物可达到的极限工作范围为-85°至95°；在20°/min的温度冲击下，可工作于-75°到95°温度范围；可承受16g的三轴振动；
• 自动代码生成凯发官方首页的技术支持。恒润科技遵循v模型所进行的伺服控制系统设计流程中，重要的一环是通过matlab/simulink控制律模型面向fpga或dsp进行自动代码生成，形成真实的控制系统产品。恒润科技在多个伺服控制系统项目中已积累了丰富的自动代码生成技术使用经验，并在两个配套型号产品中得到应用；
• 航电类总线接口扩展。恒润科技依靠自身航电总线软硬件技术积累，可以根据客户需求，向客户控制器内集成1553b、can等总线接口，帮助客户设计和部属分布式伺服控制系统。
结果
恒润科技在伺服系统设计过程中，以基于模型设计的方法为理念，经过多年多个项目开发，积累了丰富的实践经验，已具有成熟的软件、硬件开发平台，为客户提供快速控制原型仿真、伺服控制系统设计开发等技术服务。已成功为航空、航天、兵器等领域的客户解决了伺服系统设计过程中的实际难题，先进的开发工具、设计方法在降低成本、效率提升的效果已见成效。