Giải pháp tạo mẫu nhanh và kiểm chứng bằng servo

Sự phát triển của các phương tiện dẫn đường và cơ động hiện đại đặt ra những yêu cầu chưa từng có đối với hiệu suất của bộ truyền động servo. Là bộ truyền động chính trong hệ thống điều khiển, bộ truyền động servo chuyển đổi tín hiệu điều khiển thành chuyển động cơ học, tạo ra mô-men xoắn cần thiết để điều khiển các hệ thống con cũng như kiểm soát khả năng cơ động và tư thế của phương tiện. Phản ứng động, độ chính xác điều khiển và độ tin cậy của bộ truyền động servo tác động trực tiếp đến hiệu suất tổng thể của phương tiện, quyết định khả năng cơ động và độ chính xác dẫn đường của nó. Do đó, thiết kế hệ thống servo không chỉ phải đáp ứng các ràng buộc cơ khí và điện tử phức tạp mà còn phải cho phép xác nhận nhanh chóng và phát triển lặp lại để đáp ứng các yêu cầu hiệu quả cao của nghiên cứu và phát triển hàng không vũ trụ hiện đại.

Cái Giải pháp tạo mẫu nhanh và kiểm chứng bằng servo được xây dựng trên nền tảng tích hợp hệ thống thử nghiệm mô phỏng SIVB, cung cấp các khả năng mô phỏng kỹ thuật số toàn diện, tạo mẫu điều khiển nhanh và thử nghiệm phần cứng trong vòng lặp (HIL). Hệ thống này cho phép mô phỏng các thuật toán điều khiển, triển khai mạch điều khiển, thử nghiệm bo mạch phần cứng, cũng như đánh giá và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống truyền động. Hệ thống sử dụng mô hình hóa mô-đun để bao gồm các mạch servo, động cơ servo, bộ điều khiển động cơ, cơ chế bánh răng giảm tốc và các yếu tố phi tuyến tính như ma sát và độ trễ, cho phép các nhà thiết kế nhanh chóng xác nhận, thiết kế, tích hợp và kiểm chứng hiệu suất servo trong môi trường ảo.

Hệ thống này mang lại hiệu suất thời gian thực cao, với bước mô phỏng CPU chỉ 50 μs và chu kỳ điều khiển servo một kênh ≤0,2 ms, hỗ trợ bốn vòng lặp servo đồng thời. Người dùng có thể gửi các lệnh quét tần số, bước, tốc độ góc có tải và không tải đến servo trong khi thu thập dữ liệu điện áp/dòng điện nguồn, điện áp/dòng điện tín hiệu, phản hồi góc servo và dữ liệu góc điều khiển để phân tích hiệu suất toàn diện. Hệ thống cũng hỗ trợ tạo tự động mã điều khiển mục tiêu và tải vào máy tính mô phỏng thời gian thực, tích hợp xác minh phần mềm với thử nghiệm phần cứng.

Được trang bị giao diện bộ nhớ phản hồi, giải pháp này cho phép thực hiện mô phỏng phối hợp phân tán với các hệ thống tạo mẫu khác, chẳng hạn như hệ thống tạo mẫu nhanh hệ thống điều khiển bay, từ đó hỗ trợ quá trình phát triển và thử nghiệm hợp tác đa hệ thống. Giải pháp này cũng hỗ trợ nhiều loại bo mạch mô phỏng tín hiệu (PWM, DA, AD, DIO, RS422/485) và phần cứng của người dùng (động cơ, thiết bị truyền động, bộ mô phỏng tải), đáp ứng yêu cầu xác minh hiệu suất servo trong các điều kiện vận hành khác nhau.

Về mặt chức năng, hệ thống cung cấp một giao diện đồ họa người-máy để phát triển và cấu hình thử nghiệm nhanh chóng, hỗ trợ tự động tạo, tải và thực thi các trường hợp thử nghiệm, đồng thời thực hiện kiểm tra hiệu suất của các bộ truyền động và các thành phần. Hệ thống bao gồm các chức năng thu thập, xử lý, phân tích và vẽ đồ thị dữ liệu theo thời gian thực. Hệ thống có thể hình thành một vòng điều khiển khép kín với các bộ truyền động thực tế, thực thi các lệnh điều khiển bộ truyền động từ các nút thu thập dữ liệu, và kết nối với các hệ thống mô phỏng điều khiển bay để xác thực phản ứng của bộ truyền động đối với các lệnh điều khiển bay.

Giải pháp này có thể ứng dụng rộng rãi trong các tổ chức thiết kế, phát triển và kiểm định hệ thống servo, giúp thực hiện xác minh chức năng, kiểm tra giao diện và phân tích hiệu suất trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển (R&D) hệ thống servo. Giải pháp này giúp nâng cao đáng kể hiệu quả phát triển và độ tin cậy của hệ thống, đồng thời cung cấp sự hỗ trợ kỹ thuật vững chắc cho việc phát triển nhanh chóng các hệ thống servo hiện đại trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và vũ khí dẫn đường.