實時仿真系統的案例
Siemens PLM Software實時系統仿真技術培訓會
Siemens PLM Software實時系統仿真技術培訓會（6月23-24日 北京/ 6月25-26日 西安）
會議亮點：
? 最新實時系統仿真技術及其應用系統呈現
? 針對集成測試、控制器設計、系統集成和驗證部門的技術人員
? 多位資深海外專家現場實操指導
Siemens PLM Software誠摯地邀請您參加我們第一次在國內舉辦的實時系統仿真技術研討會，此次研討會從內容、形式到流程都是歐洲實時系統仿真技術研討會的完整復制，此次研討會將有多位行業專家來到中國，和中國的技術人員進行面對面的講解和交流，分享他們的工程經驗，為您解答相關技術及應用問題，并且完整展示LMS實時解決方案的技術流程和應用。
此次培訓會主要針對主機企業及其供應商的控制器設計和虛擬測試部門的主管及工程師。集成測試、控制器設計、系統集成和驗證部門的技術人員可以通過此次研討會了解和掌握基于Siemens PLM Software仿真平臺和OPAL-RT實時平臺結合的LMS實時方法的價值，同時仿真工程師可以通過高精確的LMS仿真模型現場學習和掌握整個從仿真模型到實時模型轉換的完整流程。
Siemens PLM Software歡迎您參加此次獨一無二且高附加值的實時系統仿真研討會，同時也是難得的機會與我們的專家分享經驗并答疑解惑。
會議信息：
日期和時間
城市
地點
地址
2015年6月23-24日（星期二至三）
北京
北京長峰假日酒店2層大宴會廳2廳
北京市海淀區永定路66號
010-68132299
2015年6月25-26日（星期四至五）
西安
西安志誠麗柏酒店
多功能廳（20樓）
西安市高新技術產業開發區高新路46號
029-88226699
主講人：Mr. Stefan Dutre， Mr. Stéphane Mouvand，Mr.
展開 [網絡研討會]實時系統仿真技術(2016.6.3)
Siemens PLM Software實時系統仿真技術網絡研討會
會議亮點：
實時系統仿真最新技術及其應用系統呈現
面向耦合仿真、集成測試、控制器設計、系統集成、驗證部門等
技術實現、技術流程展示及典型案例
本次會議中，主講人將結合應用案例，講解LMS
1D&3D耦合虛擬仿真應用（MIL），1D&3D耦合實時的（HIL）意義、實現，并將結合實際案例講解1D&3D實時仿真在
開發不同階段的不同應用，例如：基于1D&3D耦合實時仿真如何應用在解決零部件試驗標準滯后或工況單一的問題等。技術人員可以通過此次研討會了
解和掌握基于Siemens PLM Software仿真平臺和市場常用實時平臺（如Concurrent， DSpace，NI， Etas，
Opal-RT等）結合的LMS 1D&3D實時方法的價值。
Siemens PLM Software歡迎您參加此次高附加值的實時系統仿真網格研討會。請通過如下鏈接注冊，免費參加本次網絡研討會，注冊成功后，您會收到一封確認郵件。
時間：2016年6月3日 星期五上午10:00-11:40
主講人：郭海保先生 LMS1D&3D技術工程師
內容安排：
? 實時仿真的意義
? 實時仿真最新技術趨勢
? LMS 1D&3D實時仿真實現
? LMS 1D&3D實時仿真案例
點擊如下鏈接進行在線注冊：https://siemensplm-cn.webex.com/siemensplm-cn/onstage/g.php?
展開 Siemens PLM Software實時系統仿真技術網絡研討會
會議亮點：
▲ 實時系統仿真最新技術及其應用系統呈現
▲ 面向耦合仿真、集成測試、控制器設計、系統集成、驗證部門等
▲ 技術實現、技術流程展示及典型案例
本次會議中，主講人將結合應用案例，講解LMS 1D&3D耦合虛擬仿真應用（MIL），1D&3D耦合實時的（HIL）意義、實現，并將結合實際案例講解1D&3D實時仿真在開發不同階段的不同應用，例如：基于1D&3D耦合實時仿真如何應用在解決零部件試驗標準滯后或工況單一的問題等。技術人員可以通過此次研討會了解和掌握基于Siemens PLM Software仿真平臺和市場常用實時平臺（如Concurrent， DSpace，NI， Etas， Opal-RT等）結合的LMS 1D&3D實時方法的價值。
Siemens PLM Software歡迎您參加此次高附加值的實時系統仿真網格研討會。請通過如下鏈接注冊，免費參加本次網絡研討會，注冊成功后，您會收到一封確認郵件。
時間：2016年6月3日 星期五上午10:00-11:40
主講人：郭海保先生 LMS 1D&3D技術工程師
內容安排：
?▲ 實時仿真的意義
? ▲ 實時仿真最新技術趨勢
▲? LMS 1D&3D實時仿真實現
▲? LMS 1D&3D實時仿真案例
點擊如下鏈接進行在線注冊：
https://siemensplm-cn.webex.com/siemensplm-cn/onstage/g.php?MTID=e29564aff4b2c2cc4e4ba24c303178f1f
聯系人：陳小娜 女士，E-mail：xiaona.chen@siemens.com ;電話：010-8529 2931
展開 自動駕駛 HIL 測試：構建 "以假亂真" 的實時數據注入系統
06 總結
一套成功的高保真實時仿真注入系統，本質上是一個解決了計算、傳輸和物理接口三大領域深度集成問題的系統工程。
通過將DMA/RDMA的零拷貝能力、GMSL2 的高帶寬物理層以及 I2C 的精確控制能力有機結合，可以有效攻克傳統HIL測試中存在的帶寬、延遲和保真度瓶頸，從而在實驗室環境中構建起連接虛擬仿真與物理ECU的堅實橋梁。這套技術棧，是加速自動駕駛算法迭代和保障其功能安全的關鍵賦能技術。
我是分享自動駕駛技術的康謀，歡迎關注互動~
一分鐘讀懂航天器供電系統及實時仿真解決方案
圖2.1，是模擬用電設備的啟動過程，給定負載電阻數學模型為：min(time * 10 + 1, 200)，負載變化曲線如下：
圖2.1 負載變化曲線
圖2.2是航天器電力系統在負載變化的情況下，輸入電壓的波形曲線，可以看到電壓一直在30V附近波動，證明電源控制器算法是正確的：
圖2.2 輸入電壓變化曲線
圖2.3是航天器電力系統在負載變化的情況下，輸入電流的波形曲線，可以看到電流根據負載的變動呈現周期性的變化：
圖2.3 輸入電流變化曲線
航天器電力系統功率硬件在環仿真
功率硬件在環仿真（Power Hardware in Loop）是將實時仿真器通過功率接口與系統相連，實時仿真器通過實時運行數學模型來模擬物理系統的行為，功率接口將仿真器輸出微小信號放大成能夠帶動系統的功率信號輸出。
科研人員和工程師可以通過實時仿真器+功率接口組成的功率硬件在環仿真平臺來對包括控制器在內的整個航天器電力系統進行非常接近真實情況的測試與驗證，功率硬件在環仿真是一種比離線仿真要更接近真實工況的研究方法，在科研領域獲得越來越廣泛的應用。
展開 HILS實時控制系統---目標車速的實時模仿（富士通公司）
ModeFRONTIER多目標優化不僅應用在CAE領域，也可嵌入實時控制系統中應用。此例為富士通株式會社利用modeFRONTER集成CRAMAS優化，利用HILS實時控制系統工具結合簡單模擬模型+實物發動機對車輛速度自動模仿進行實時仿真計算，調整控制參數使得10個不同車速都能達到目標車速。modeFRONTIER非常方便的集成 CRAMAS 、MATLAB / Simulink，通過CRAMAS很容易實現對控制參數的調整，modeFRONTIER根據實際車速與目標車速之間的差異，通過優化算法，改變控制參數，不斷尋優縮小差異，最終找到最佳參數。CRAMAS通過操作M -文件來實現自動控制和實時控制，作為應用程序，根據實際測量數據自動調整并且由于模型的龐大（MBD）需要較大的內存，所以須根據實際測量數據，采用合適內存用來讀寫數據。
展開 Dymola — 多學科系統仿真平臺
Dymola是法國DassaultSystems公司的多學科系統仿真平臺，廣泛應用于國內外汽車、交通、能源等行業的系統總體架構設計、選型及匹配驗證、系統優化等。Dymola支持FMI標準接口協議，可用于集成不同軟件建立的、不同詳細程度的模型，進行MIL、SIL和HIL測試。
產品介紹
? 多學科仿真
Dymola作為多學科系統仿真平臺，提供了多種屬性的物理接口，覆蓋機械、電氣、熱、流體以及控制等領域，結合Dymola提供的Modelica基礎庫和商業庫，可方便用戶創建物理系統架構以及不同復雜程度的系統功能模型。Modelica基礎庫為客戶提供Modelica協會在機械、流體、電子電氣、電磁、控制、傳熱等多個工程領域的新近研究成果。并提供模型庫，涵蓋整車熱管理系統、人體舒適度、燃料電池、鋰電池、車輛動力學、液壓、電機驅動、電力、火電、水電、風電等領域，為產品的多領域協同研發提供更全面的支撐。
Dymola的模型可用于HIL測試，支持NI、dSPACE、Concurrent、HiGale、RT-Lab等實時仿真系統。
? 電氣系統模型庫
針對新能源汽車，Dymola提供了蓄電池庫、燃料電池庫、電驅動系統庫、車輛動力學庫，可用于搭建完整的混合動力汽車、純電動汽車模型及供電網、充電樁模型，為新能源汽車電氣系統和整車動力學特性的仿真分析和測試提供了模型。
蓄電池模型庫包括電池單體、電池組和BMS，電芯模型包含三部分，電模型、熱模型和老化模型，考慮了溫度，壽命，SOC對電池性能影響。BMS除傳統控制外還可加入了主動預防控制等特性。
電氣系統庫中擁有各類電器元件，并包括詳細的半導體元件，如IGBT，BJT，MOSFET等，考慮了其瞬態效果與能耗。
展開 AMESim新增加實時仿真功能
AMESim 4.2 版本中新增加了實時仿真功能，利用該功能可以有效解決在硬件物理成型之前驗證控制系統的問題。
利用AMESim實時仿真的功能， 可以將在AMESim中建立的液壓系統模型， 動力傳動系統模型， 發動機模型， 整車模型等直接生成指定的實時平臺所需要的實時代碼， 從而與硬件連接起來實現實時硬件在環（HIL）仿真。
通常，用戶在設計新產品中會發現一個問題，即：負責物理系統詳細設計的工程師和負責控制系統設計的工程師之間通常缺乏一個有效的連接。 在硬件物理成型之前如何來驗證控制系統？ 答案就是建立一個物理系統的實時仿真并將控制系統的硬件和軟件集成到該仿真中來。
AMESim是通向實時仿真的橋梁， 它提供了將高可靠性的物理系統模型直接轉換成經驗證的實時仿真模型的獨一無二的功能。 從而大大地減少了重復建立實時模型的繁瑣工作， 極大地提高了實時仿真實施的效率。 AMESim提供了三個與實時仿真相關的主要工具：模型簡化工具， 合適的積分算法以及為實時仿真平臺自動產生實時代碼的工具。
AMESim實時仿真功能的特點：
展開 聊一下汽車電傳電控系統中的安全死穴：實時系統和分時系統
二、系統區別
為了進一步能夠讓大家理解汽車上控制單元操作系統和消費電子產品操作系統區別，將一些公開的資料匯總整理如下：
實時操作系統 實時操作系統
英文稱Real Time Operating System，簡稱RTOS。
1.實時操作系統定義
實時操作系統（RTOS）是指當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應，并控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。因而，提供及時響應和高可靠性是其主要特點。實時操作系統有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規定的時間內必須完成操作，這是在操作系統設計時保證的；軟實時則只要按照任務的優先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統在經過一定改變之后就可以變成實時操作系統。
實時操作系統是保證在一定時間限制內完成特定功能的操作系統。例如，可以為確保生產線上的機器人能獲取某個物體而設計一個操作系統。在“硬”實時操作系統中，如果不能在允許時間內完成使物體可達的計算，操作系統將因錯誤結束。在“軟”實時操作系統中，生產線仍然能繼續工作，但產品的輸出會因產品不能在允許時間內到達而減慢，這使機器人有短暫的不生產現象。一些實時操作系統是為特定的應用設計的，另一些是通用的。一些通用目的的操作系統稱自己為實時操作系統。但某種程度上，大部分通用目的的操作系統，如微軟的Windows NT或IBM的OS/390有實時系統的特征。這就是說，即使一個操作系統不是嚴格的實時系統，它們也能解決一部分實時應用問題。
2.實時操作系統的特征
1）多任務；
2）有線程優先級
3）多種中斷級別
小的嵌入式操作系統經常需要實時操作系統，內核要滿足實時操作系統的要求。
展開 什么是實時操作系統（RTOS）？
來源 |
汽車ECU開發
知圈 |
進“電子電氣群”請加微13636581676,備注架構
在維基百科上，實時操作系統（RTOS）的定義如下：
實時操作系統（Real-time operating system, RTOS），又稱即時操作系統，它會按照排序運行、管理系統資源，并為開發應用程序提供一致的基礎。
實時操作系統與一般的操作系統相比，最大的特色就是“實時性”，如果有一個任務需要執行，實時操作系統會馬上（在較短時間內）執行該任務，不會有較長的延時。這種特性保證了各個任務的及時執行。
經常跟實時操作系統一起講的，還有嵌入式操作系統這個概念，但實際上這是完全不同的兩種東西，雖然大多數實時操作系統都是嵌入式操作系統，但嵌入式操作系統并不全都是實時的。
對于實時操作系統有一些常見的誤區，比如：速度快，吞吐量大，代碼精簡，代碼規模小等等。其實這些都不算是實時操作系統的特性，別的操作系統也可以做到。
只有“實時性”才是RTOS的最大特征，其它的都不算是。
維基百科上關于實時性的定義：
實時運算（Real-time computing）是計算機科學中對受到“實時約束”的計算機硬件和計算機軟件系統的研究，實時約束像是從事件發生到系統回應之間的最長時間限制。實時程序必須保證在嚴格的時間限制內響應。
展開 智慧課堂實時監測系統
項目簡介
本項目基于PaddlePaddle和EasyDL平臺，以教務處和學工為一級用戶，高校教師為二級用戶，針對提升整體課堂教學質量為目的開發的一款實時課堂監測系統。
本項目主要監測課堂的出勤人數、學生的上課狀態、教師的語速、情感，以及語言的用詞方面。項目中語音的模型均采用EasyDL平臺進行訓練，調用在線API進行預測分析。而圖像模型由于在線API無法達到實時性的要求，采用本地訓練Paddle模型庫中的模型并使用。
硬件環境
CPU：Intel 酷睿 I7-7700 四核8線程
內存：三星 DDR4 16G
GPU：NVIDIA GTX1070 8G
軟件環境
OS：Windows 10
IDE：PyCharm 2019.2.4
ffmpeg（需要加入環境變量）
Python 3.7
CUDA10 CUDNN7.3
Python依賴
baidu_aip==2.2.18.0 jieba==0.39 opencv_python==4.1.1.26 requests==2.22.0 PyMySQL==0.9.3 paddlepaddle_gpu==1.6.0.post107 numpy==1.16.5 Pillow==6.2.0 PyQt5==5.10.1
模型詳解
EasyDL平臺模型
EasyDL平臺的快速訓練和快速上線是目前人工智能開發進程中的一大亮點，能夠作為項目中的一個在線API進行快速調用。但是在線調用非常受網速限制，對于圖片這種體積較大的文件則更加耗時，在實時性方面有待提高。但是本地部署需要企業帳號，對于一部分開發者來說無法實現。如果能將模型下載到本地進行類似SDK的方式調用，將會更好。
展開 
數字孿生之操作系統、算法、仿真模擬解析
具體來說，以下是一些實時仿真所需的計算機系統配備方面的要點：
（1）多核心處理器：實時仿真通常需要處理大量數據，因此需要使用具有高核心數的處理器。Intel Xeon、AMD Epyc等處理器通常是較好的選擇。
（2）高速內存：實時仿真需要快速讀取和存儲大量數據，因此需要使用高速內存。DDR4內存通常是較好的選擇。
（3）大容量硬盤：實時仿真需要處理大量數據，因此需要使用大容量硬盤。固態硬盤（SSD）或NVMe硬盤通常是較好的選擇。
（4）高性能顯卡：實時仿真需要處理大量圖形數據，因此需要使用高性能顯卡。NVIDIA Quadro、AMD Radeon Pro等顯卡通常是較好的選擇。
（5）高速網絡接口：實時仿真需要快速傳輸數據，因此需要使用高速網絡接口。10 Gigabit Ethernet（10GbE）網卡通常是較好的選擇。
需要注意的是，實時仿真所需的計算機系統配備具體取決于所仿真的應用領域和仿真模型的復雜程度。
4-4 實時仿真的操作系統推薦
實時仿真的操作系統主要需要保證高性能和實時性，因此一般推薦使用實時操作系統（RTOS）。以下是幾個常用的實時操作系統：
（1）FreeRTOS：開源的實時操作系統，支持多種處理器架構，包括ARM Cortex-M和RISC-V等。
（2）VxWorks：一款商業實時操作系統，廣泛應用于工控、航天、軍工等領域，具有可靠性高、實時性強等優點。
（3）QNX：一款商業實時操作系統，主要應用于汽車、工控、醫療等領域，具有高可靠性、高可用性等特點。
（4）RTLinux：一款基于Linux內核的實時操作系統，可以在通用PC上運行，適合一些較為簡單的實時應用場景。
選擇具體的操作系統需要根據應用場景和需求來確定，需要綜合考慮性能、實時性、可靠性、成本等因素。
展開 基于PXI和StarSim的含雙饋發電機組的功率硬件在環仿真測試平臺
基于PXI和StarSim的含雙饋發電機組的功率硬件在環仿真測試平臺
一、需求
希望能有一個平臺來研究雙饋風電機組和電網間的互相影響，尤其是有功功率的協調控制。傳統的電力系統動模實驗室不便于更改電網的拓撲，同時做短路等故障試驗也比較危險。但是仿真又存在建模假設比較理想的問題，比如仿真軟件中一般假設電機的磁場是純正弦分布，電力電子器件建模也比較理想。
為此希望搭建一套功率硬件在環的仿真試驗平臺，用以測試雙饋發電機組有功頻率控制器的相關控制性能。功率硬件在環試驗平臺中有實際的物理裝置也有電力系統實時仿真器，它能結合真實物理裝置和實時仿真各自的優點。
二、技術挑戰
搭建功率硬件在環系統需要三個裝置：實時仿真器、實際物理裝置以及連接二者的電壓放大和電流反饋接口。首先，實時仿真器要求能夠模擬仿真一個小型的電力系統，能夠模擬仿真電力系統不同的運行情形，用以測試雙饋風電機組在電力系統不同情形下的運行狀況。第二，實時仿真器和物理系統之間有因為數值仿真、接口電壓放大以及電流反饋等引入的延時，延時的大小會直接影響整個測試平臺的準確性和穩定性，因此實時仿真器的步長應盡可能小，并且也需要盡可能減小接口處的硬件I/O產生的延時。
三、軟硬件平臺
針對應用需求，選擇了National Instruments公司的PXI平臺作為實時仿真器的硬件平臺，PXI是一個工業計算機，它主要是由機箱、控制器（CPU模塊）和各種IO與通信模塊組成。控制器是一個高性能的嵌入式計算機，應用了最新的PC技術，集成最新的主流CPU、內存、硬盤等，可安裝Microsoft操作系統（如Windows2000/XP）或實時操作系統（如LabVIEW Real-Time）。
展開 實驗室用細胞實時監控系統如何選型
實驗室用細胞實時監控系統如何選型？
實驗室用細胞實時監控系統的選型需要綜合考慮實驗需求、功能模塊、技術參數以及預算等因素。以下是一些關鍵的選型要點和建議：
1. 明確實驗需求
在選擇細胞實時監控系統之前，首先要明確實驗室的具體需求。例如：
是否需要對細胞形態、生理參數或代謝活動進行監控？
是否需要長時間連續監測？
是否需要高通量檢測？
是否需要對特定細胞類型（如貼壁細胞、懸浮細胞）進行監測？
2. 功能模塊選擇
細胞實時監控系統通常包含多種功能模塊，根據實驗需求選擇合適的功能模塊至關重要：
細胞形態監測模塊：適用于觀察細胞的形態變化，如增殖、分化、凋亡等。
生理參數監測模塊：能夠實時檢測細胞的pH值、氧氣濃度、二氧化碳濃度等。
代謝活動監測模塊：用于監測細胞的代謝產物，如葡萄糖消耗量、乳酸生成量等。
數據處理與分析模塊：具備強大的圖像識別和數據分析功能，能夠自動生成報告。
環境控制模塊：確保細胞在穩定的培養條件下生長。
3. 技術參數考量
技術參數是選型的重要依據，常見的技術參數包括：
成像技術：如明場成像、熒光成像、共聚焦成像等。
檢測速度：例如96孔板的檢測速度。
氣體控制：如CO?和O?濃度的實時監控和報警功能。
自動化程度：如自動聚焦、自動數據采集、自動化加藥等功能。
4. 系統兼容性和擴展性
選擇的系統應與實驗室現有的設備（如培養箱、搖床等）兼容，并具備良好的擴展性，以滿足未來實驗需求的增加。
5. 品牌與售后服務
選擇知名品牌的產品，通常能夠獲得更可靠的技術支持和售后服務。
展開 Adams機械系統動態質心實時顯示
1 概述
Adams中開發了新的命令程序，用于計算整個機械系統在仿真過程中總重量質心點的變化，模型中可以全部是剛性體，也可以包括彈性體。這一功能對于研究工程車輛運動時其質量動態轉移非常有用，如下圖所示工業機械手在運動過程中總質心位置的變化情況。
2操作步驟
（1） 在Adams中打開1_model_1.cmd模型文件，或者建立任一個機械系統的Adams仿真模型，須確保模型仿真沒有錯誤。
建立Adams機械仿真模型
（2） 導入 2_Centroid_All.cmd文件，通過建立系統狀態變量和設計變量，計算出系統內包含所有部件的總質心的X、Y、Z三個方向的坐標位置數據。
導入命令文件建立系統數據
在2_Centroid_All.cmd文件內，通過For循環和設計變量對模型中除Ground以外的部件進行遍歷查找，獲取模型部件的總質量和質心X、Y、Z三個方向的坐標值，具體見下面程序。
使用For循環對模型中的部件進行查找并計算質量
然后創建系統的狀態變量，其值為上述得到的設計變量值，下圖為設置質心X方向的坐標值的狀態變量程序，同理可以得到Y方向和Z方向的坐標值。
質心坐標X方向的狀態變量設置代碼
（3） 導入3_create_indicator.cmd文件，會在得到的模型質心位置處創建一個質點，表示是一個質心位置。仿真模型后，能得到模型質心的軌跡曲線。
模型的質心和軌跡曲線
在3_create_indicator.cmd文件中，使用固執約束把該質點質心的坐標值與上述得到的模型質心坐標值關聯起來，實現質點位置實時變化。
使用固執約束得到質點質心坐標
通過以上步驟，實現機械系統模型動態質心的實時顯示。
展開 