對于系統(tǒng)開發(fā)工程師來說，在一個統(tǒng)一的開發(fā)平臺上實現(xiàn)從系統(tǒng)與控制模型開發(fā)，快速控制器原型、模型仿真、硬件在環(huán)驗證直到系統(tǒng)級半實物交聯(lián)試驗，能幫助其開發(fā)加快研制進(jìn)度，減少開發(fā)風(fēng)險并提高工作效率。
RT-LAB實時仿真系統(tǒng)就是這樣的一種基于模型的仿真與測試一體化應(yīng)用平臺。RT-LAB實時仿真系統(tǒng)是加拿大Opal-RT公司開發(fā)的一套實時仿真系統(tǒng)。旨在幫助從事動力學(xué)控制系統(tǒng)研制、嵌入式軟硬件開發(fā)與測試的客戶便利有效的實現(xiàn)從模型仿真到全系統(tǒng)驗證試驗的系統(tǒng)開發(fā)過程。
RT-LAB是一個分布實時仿真軟件平臺。是低成本的工程師硬件在環(huán)實時仿真建模平臺。它的靈活性和可擴(kuò)展性使得它能有效地解決各種復(fù)雜仿真和控制問題。廣泛應(yīng)用于快速原型開發(fā)、實時硬件在環(huán)控制和測試。
RT-LAB提供了網(wǎng)絡(luò)分布運算高度復(fù)雜模型的工具箱，通過延時技術(shù)實現(xiàn)高性能的同步并行運算。另外，RT-LAB的模塊設(shè)計，使得用戶根據(jù)定制化需求配置高性價比的系統(tǒng)，既滿足客戶的運算需求，又降低客戶成本。這在大規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)中至關(guān)重要。
RT-LAB與MATLAB/Simulink集成，用戶通過MATLAB/Simulink的RTW可輕易將模型分布在不同多核目標(biāo)機上實時運行。RT-LAB為實時同步，用戶界面，實時硬件接口和數(shù)據(jù)交互提供無縫分布計算執(zhí)行平臺。
功能
模型開發(fā)環(huán)境支持
支持MATLAB/Simulink/SimScape模型開發(fā)。所有的模型都是在MATLAB/Simulink開發(fā)環(huán)境中實現(xiàn)。RT-LAB能將Simulink模型通過RTW/Coder生成C代碼，并編譯成為仿真下位機上的可執(zhí)行程序。除了MATLAB/Simulink以外，RT-LAB也支持AMEsim、AVL、Carsim、Modelica以及手寫C/C++代碼編寫的模型，并將它們集成到RT-LAB實時模型中。
仿真運行控制
在RT-LAB 的 eclipse 風(fēng)格圖形界面上能實現(xiàn)模型編譯、下載、運行、暫停、快照、高速率運行、實時運行、在線參數(shù)調(diào)整等多種功能。并支持通過API等擴(kuò)展方式與自動化測試軟件、試驗管理軟件、視景仿真軟件、數(shù)據(jù)庫等軟件集成。
半實物仿真測試
在仿真下位機實時運行的仿真模型能夠通過下位機上的I/O與數(shù)據(jù)通訊接口和被測對象物或者試驗裝置上的傳感器、執(zhí)行器、控制器、儀表等設(shè)備互聯(lián)，組成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的半實物一體化測試。
實驗開發(fā)特性
■ 與MATLAB/Simulink/SimScape兼容，可將MATLAB嵌入到RT-LAB軟件界面中；
■ 支持第三方建模工具，包括CarSim/TruckSim，AVL, GT-Power，LMS，Dymola，以及用C等開發(fā)的模型；
■ 便于開展分布式仿真，實現(xiàn)節(jié)點間數(shù)據(jù)交換以及信號I/O；
■ 基于eclipse 開發(fā)的圖形用戶開發(fā)界面，簡潔易用，便于功能擴(kuò)展；
■ 提供豐富的模型庫，包括I/O擴(kuò)展，模型等；
■ 提供完善的應(yīng)用編程接口API，包括LabVIEW, C++, VB, M腳本, Python腳本等。
實驗運行特性
■ OPAL-RT 提供了實時在環(huán)系統(tǒng)兼容工業(yè)模型軟件包；
■ 提供2種運行平臺：高性能多核CPU結(jié)合實時操作系統(tǒng)(Linux)， 以及FPGA 結(jié)合多核CPU模式 ，為復(fù)雜的模型仿真提供運算能力保障；
■ 支持多速率并行運行，模型運算可在FPGA上、CPU的多個內(nèi)核之間，或者在多臺仿真計算機之間分布式并行運行,且可配置不同的運算步長,在CPU上運行步長達(dá)到10μs， 在FPGA上可達(dá)0.25μs；
■ 分布式模型同步數(shù)據(jù)通過CPU高速緩存、IEEE 1394、PCI-E或者反射內(nèi)存通訊，速率可達(dá)5GB;
■ 仿真性能監(jiān)控：在軟件界面中有專門的窗口提供對每個CPU內(nèi)核上的模型運行的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括運算時間、通訊時間,CPU的計算資源裕度等這些時間信息;
■ 為用戶了解模型的復(fù)雜程度，模型分配的合理性等提供了有價值的信息；
■ TestDRIVE GUI：可擴(kuò)展的虛擬儀器風(fēng)格監(jiān)控與測試界面；
■ 動態(tài)信號跟蹤：運行時可以動態(tài)選擇監(jiān)控任意模型變量；
■ 在線調(diào)參：可以在運行時動態(tài)調(diào)整模型參數(shù)；
■ 高速I/O：基于FPGA的數(shù)字與模擬I/O；
■ 廣泛I/O硬件支持：支持多種I/O和通訊設(shè)備。
