EICASLAB

EICASLAB
EICASLAB
개발자EICAS 오토마지온 S.p.A.
운영 체제Windows/Linux
유형테크니컬 컴퓨팅
면허증.독자 사양
웹 사이트www.eicaslab.com

EICASLAB은 혁신 프로그램 내 유럽 공동체의 자금 지원을 받는 유럽 ACODUASIS 프로젝트 IPS-2001-42068의[1][2][3][4] 최종 결과물로 개발된 자동 제어 설계 및 시계열 예측을 위한 실험실을 제공하는 소프트웨어 제품군이다.이 프로젝트는 수명 동안 로봇 분야에서 자동 제어 [5]설계를 위한 새로운 방법론의 과학적 돌파구를 제공하는 것을 목표로 했습니다.

이러한 지식 전달을 용이하게 하기 위해, EICASLAB는 "자동 알고리즘과 코드 생성" 소프트웨어 [6]엔진을 장착하여 기존의 제어 설계 방법론에서 일반적으로 요구되는 이론과 방법론에 대한 깊은 지식이 없어도 제어 알고리즘을 얻을 수 있도록 했다.

EICASLAB은 로보틱스(ARFLEX IST-NMP2-016880[7] 및 PISA 프로젝트 NMP2-CT-2006-026697)[8]와 자동차(HI-CEPS 프로젝트 TIP5-CT-2006-031373[9] 및 FPSEC)를 다루는 다른 유럽 연구 프로젝트에서 채택되어 왔습니다.EICASLAB은 유럽의 산업, 연구기관 및 학계에서 과학 [11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22]및 기술 문헌에 문서화된 제어 시스템과 시계열 예측을 설계하기 위해 사용됩니다.

EICASLAB에는 플랜트 모델링, 임베디드 제어 시스템 설계 및 테스트를 위한 도구가 포함되어 있어 시스템 개념에서 최종 대상에 대한 제어 소프트웨어 코드 생성까지 제어 전략의 설계 프로세스 단계를 지원한다.

소프트웨어 구성

EICASLAB은 MASTER라는 메인 프로그램으로 구성된 소프트웨어 스위트로, 각각 일련의 도구를 사용하여 모든 제어 설계 단계를 지원 및 관리할 수 있습니다.

  • 발전소 및 제어 알고리즘의 시뮬레이션 모델을 프로그래밍하기 위한 SIMBUILDER 도구.
  • 제어 알고리즘의 성능 시뮬레이션 및 평가에 사용되는 SIM 도구
  • 기록된 시뮬레이션 데이터의 후처리를 통한 결과 분석에 전념하는 POST 도구
  • 모델 매개변수 식별 및 제어 매개변수 최적화를 위한 MPI/CPO 도구
  • RCP 관리자 도구(고속 제어 프로토타이핑 활동 관리 전용)
  • 고급 디버깅 및 튜닝을 위해 현장에서 실행되는 실험 평가판을 오프라인으로 반복하는 데 사용되는 SLOW MOTION 도구입니다.

설계 단계를 제어하기 위해 지원하는 기능

시스템 개념 지원

EICASLAB에는 시스템 개념을 지원하는 다음과 같은 기능이 있습니다.

  • 멀티프로세서 제어 아키텍처 설계
  • 다단계 계층 제어 알고리즘 설계

멀티프로세서를 포함한 하드웨어 아키텍처와 멀티레벨 계층제어를 포함한 소프트웨어 아키텍처가 검토된다.제어 소프트웨어는 설계자가 다른 프로세서에 할당한 기능으로 세분됩니다.각 제어기능은 독자적인 샘플링 빈도와 실행 시간대를 가지며, 설계자는 EICASLAB 스케줄러를 통해 스케줄 한다.

동일 프로세서에 할당된 제어기능과 플랜트 제어시스템에 속하는 다른 프로세서 간에 데이터를 교환할 수 있다.데이터 전송 지연 시간이 고려됩니다.

C에서 생성된 최종 "애플리케이션 소프트웨어"는 각각 특정 프로세서와 관련된 파일로 세분화된다.

시스템 시뮬레이션 지원

EICASLAB은 "자동 제어"와 "전파 생성" 및 "방해"를 모두 포함하여 "발전소 제어"와 관련된 알고리즘과 소프트웨어를 개발, 최적화 및 테스트하기 위한 특정 작업 영역을 포함한다.이러한 작업을 수행하기 위해 다음과 같은 세 가지 작업 영역을 사용할 수 있습니다.

  • "발전소 미세 모델"을 통해 발전소 동적 거동을 시뮬레이션하는 데 사용되는 발전소 영역,
  • 자동 제어 및 궤도 생성과 관련된 기능을 설계하는 데 사용되는 제어 영역,
  • 시뮬레이트된 트라이얼을 계획하는 데 사용되는 미션 영역.그것은 각각 발전소 임무와 통제 임무의 두 섹션으로 나뉜다.첫 번째는 시뮬레이션 시험 중에 발전소에 작용하는 장애를 발생시키고 발전소 매개변수의 변동과 같은 발전소 성능에 관한 다른 모든 사건을 스케줄한다.두 번째 명령어는 모의 시험 중에 발전소 제어에 전송되는 호스트 명령을 생성합니다.

알고리즘 설계 제어 지원

EICASLAB에는 제어 알고리즘 설계를 지원하기 위한 다음과 같은 도구와 기능이 포함되어 있습니다.

  • AAG: 자동 알고리즘 생성
  • MPI: 모델 파라미터 식별
  • CPO: 제어 파라미터 최적화

Automatic Algorithm Generation(자동 알고리즘 생성) 도구는 "플랜트 단순 모델"에서 시작하여 "control required performance"에서 제어 알고리즘을 생성합니다.발전소 설계 데이터에 기초하여 적용된 제어 설계 방법론은 발전소 설계 데이터에 기초하여 구축된 수학적 모델과 발전소 실제 성능 사이에 항상 존재하는 피할 수 없는 불확실성에도 불구하고 현장에서 튜닝할 필요 없이 성능이 보장된 컨트롤러를 설계할 수 있다.를 참조해 주세요.설계자는 세 가지 제어 기본 구성표 중에서 선택할 수 있으며, 각 구성표마다 다른 수준의 제어 알고리즘을 선택할 수 있습니다.합성에서는 자동으로 생성된 제어가 다음 세 가지 작용의 결과로 수행됩니다.

  • 발전소 단순화 모델에 기초하여 계산된 기준 신호를 추적하는 데 필요한 명령에 의해 주어지는 개방 루프 작용
  • 발전소 상태 관찰자가 예측한 장애에 기초하여 계산되는 발전소 장애 보상
  • 폐쇄 루프 작용. 이는 기준 오류와 관련하여 발전소 상태 오류를 수정하는 데 필요한 작용으로 계산된다.

발전소의 상태 관찰자 과제는 발전소에 작용하는 장애를 추정 및 예측하기 위해 확장될 수 있다.발전소 교란 예측 및 보상은 제어 오류를 크게 줄일 수 있는 원래의 제어 기능이다.Model Parameter Identification(모델 매개변수 식별)은 기록된 실험 데이터 또는 "식물 미세 모델"을 사용하여 수행된 시뮬레이션된 시험으로부터 단순화된 모델 매개변수의 가장 적절한 값을 식별할 수 있는 도구입니다.모수의 "참" 값은 존재하지 않는다. 모델은 발전소의 대략적인 설명이며 모수의 "최상의" 값은 모델과 발전소 간의 차이를 평가하기 위해 채택된 비용 함수에 따라 달라진다.식별 방법은 폐쇄 루프 제어 설계의 관점에서 단순화된 모델 매개변수의 최상의 값을 추정합니다.Control Parameter Optimization은 시뮬레이션 환경에서 제어 파라미터 조정을 수행하는 도구입니다.최적화는 사전 정의된 시뮬레이션 시험, 즉 주어진 임무(발전소 및 발전소 성능과 관련된 기타 잠재적 사건에 작용하는 호스트 명령 순서와 장애)와 발전소 제어 성능과 관련된 특정 기능 비용에 대해 수치적으로 수행된다.

최종 타깃에 대한 코드 생성 지원

EICASLAB 자동 코드 생성 도구는 개발된 제어 알고리즘과 관련된 ANSI C 소스 코드를 제공합니다.설계자 작업의 최종 결과는 ANSI C의 "어플리케이션 소프트웨어"로, 디버깅 및 테스트되며, 플랜트 제어 프로세서에서 컴파일 및 링크될 준비가 되어 있습니다."애플리케이션 소프트웨어"는 "자동 제어" 및 "여행 생성" 기능과 관련된 소프트웨어를 포함합니다.시뮬레이션 제어 기능은 설계자가 실제 발전소 제어기에서 현장에서 이전할 수 있는 기능과 엄격히 동일하다.

튜닝 제어 지원

EICASLAB에는 컨트롤 조정을 지원하기 위한 다음과 같은 도구가 포함되어 있습니다.

Slow Motion View는 발전소 제어 설정 단계에서 사용되는 도구로, 실제 발전소에서 수행한 실험 시험 중 제어 소프트웨어 성능에 대한 가변 분석을 통해 변수를 제공합니다.

발전소 입력 및 출력과 컨트롤러로 전송되는 호스트 명령은 실험 중에 기록되며 다음과 같이 EICASLAB에 의해 처리될 수 있습니다.기록된 발전소 입력 및 출력 변수는 발전소 시뮬레이션에 의해 얻어진 입력 및 출력 변수 내의 공장 영역에서 사용된다.기록된 host 명령은 Control Mission 함수에 의해 생성된 host 명령어 내의 Control Mission 영역에서 사용됩니다.

그런 다음 시뮬레이션 시험을 수행할 때 제어기능은 실제 발전소의 기록된 출력과 시뮬레이션된 발전소의 내부에 기록된 관련 호스트 명령을 수신한다.EICASLAB에서 실행되는 제어 기능은 실제 발전소 제어기에서 실행되는 제어 기능과 엄격히 동일하기 때문에 시뮬레이션된 제어 기능에서 시뮬레이션된 제어에서 시뮬레이션된 발전소로 전송되는 명령은 기록된 발전소 입력과 엄격히 동일해야 한다(숫자 오류가 없는 한).EICASLAB가 가동하고 있는 프로세서와 실제 발전소 컨트롤러에서 사용되는 프로세서의 차이를 조사하지만, 경험상 그러한 차이의 영향은 무시할 수 있는 것으로 나타났습니다.그런 다음 실제 플랜트 컨트롤러에 의해 수행된 기록된 실험 시험은 EICASLAB에서 완전히 반복되며, 이제 프로세스는 디버거 프로그램을 사용하여 느린 동작으로, 그리고 필요할 경우 단계별로 실행될 수 있습니다.

자동 코드 생성 도구를 사용하여 최종 타깃 하드웨어가 아닌 PC 환경에서 제어 알고리즘을 테스트하기 위해 Linux 실시간 운영체제(RTOS)에 컨트롤러 코드를 삽입할 수 있습니다(즉, 커널 프리엠프션이 있는 Linux RTAI와 Linux RT).EICASLAB RCP에는 멀티스레딩 프로그래밍 기술을 기반으로 멀티코어 프로세서에서 실행할 수 있는 실시간 스케줄러가 포함되어 있습니다.

자동 코드 생성 도구를 사용하여 최종 하드웨어 대상에 컨트롤러 코드를 삽입할 수 있습니다.이러한 조작을 실행한 후에는 실제 플랜트가 아닌 실제 플랜트를 EICASLAB에서 시뮬레이트하여 PC에서 가동하고 최종 하드웨어 타깃과 필요한 하드웨어 인터페이스를 통해 적절한 구성 및 접속된 플랜트를 파일럿으로 시험하는 HIL(Hardware In the Loop) 테스트를 수행할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ ACODUASIS IPS-2001-42068 : ACODUASIS 프로젝트 웹 사이트 2008-04-17 Wayback Machine 아카이브 완료
  2. ^ CORDIS 제44호 – 2003년 9월호, 오늘의 Technology Opportunities, 16페이지: "EICASLAB: 자동화된 알고리즘 생성을 사용하여 제어 시스템을 설계하는 CAE 도구 패밀리"유럽 집행위원회 발행– 이노베이션, 온라인[permanent dead link]
  3. ^ EVCA 바로미터 2006년 4월 5페이지: "자동 제어 시스템을 위한 사용하기 쉬운 도구" 온라인, 2006-12-07년 Wayback Machine에서 아카이브됨
  4. ^ CORDIS - ICT 결과: 선도적인 결과: "자동 제어 시스템을 위한 사용하기 쉬운 도구", 유럽 집행위원회 온라인 공개
  5. ^ 프란체스코 도나티 교수(이탈리아 토리노의 폴리텍니코):"혁신적인 방법론과 ACODUASIS 프로젝트", ACODUASIS 워크숍 "자동제어 설계의 한 단계 더 진전" 2005년 10월 3일, Torino(이탈리아), Wayback Machine에서 온라인 아카이브 2011-07-19
  6. ^ 가브리엘라 카포랄레티(이탈리아 EICAS Automazione):「ACODUASIS 프로젝트: 로봇 제어 설계를 지원하는 전문 소프트웨어 도구", 제6회 등반 및 보행 로봇 국제회의 및 모바일 머신 지원 기술.CLOWAR 2003 2003년 9월 17일-19일 이탈리아 카타니아
  7. ^ ARFLEX 프로젝트 IST-NMP2-016880 : ARFLEX 프로젝트 웹사이트 /
  8. ^ PISA 프로젝트 NMP2-CT-2006-026697 PISA 프로젝트 웹사이트
  9. ^ HI-CEPS 프로젝트 TIP5-CT-2006-031373: HI-CEPS 프로젝트 웹사이트
  10. ^ ERSEC 프로젝트 FP7 247955: ERSEC 프로젝트 웹사이트:
  11. ^ 가브리엘라 카포랄레티(이탈리아 EICAS Automazione), Rui Neves da Silva 및 Maria Marques(포르투갈 UNINOVA): "태양광 플랜트 제어에 관한 고도의 자동 알고리즘 생성 소프트웨어" - MIC 2004 23번째 국제 회의, 식별 및 검증
  12. ^ Kerscher, Zoellner 및 Dillman(독일 Karlsruhe 대학), Stella and Caporaletti(이탈리아 EICAS Automazione):"고급 자동 알고리즘 생성 소프트웨어의 도움으로 유체 근육에 의해 구동되는 관절의 모델 및 제어 - CLOWAR 2005 제8회 클라이밍 및 보행 로봇 및 모바일 기계 지원 기술에 관한 국제 컨퍼런스"
  13. ^ Kay Ch. Fuerstenberg(IBEO 자동차 센서 GmbH, 독일), Pierre Baraud(프랑스 Pugeo Citroen 자동차), Gabriella Caporetti(EICAS Automazione, 이탈리아), Silvia Citelli(피아트 리서치 센터, Zafy),충돌 전 센서 시스템: 카멜레온 프로젝트 온라인[permanent dead link]
  14. ^ A. Bottero와 D.Martinello (이탈리아, COMAU Robotics)제어 설계 및 분석을 위한 산업용 로봇 시뮬레이션 모델, ACODUASIS 워크숍 "자동 제어 설계의 한 단계 더 진전", 2005년 10월 3일, Torino(이탈리아), 온라인, Wayback Machine에서 2011-07-19 아카이브됨
  15. ^ F. 좌우명과 A.Ramoino(EICAS Automazione, 이탈리아), A. Bottero 및 D.Martinello (COMAU Robotics,이탈리아: 산업용 로봇은 EICASLAB 접근방식으로 제어: 산업용 프로토타이핑 및 실험 결과, ACODUASIS 워크숍, 토리노(이탈리아), 2005년 10월 3일, Wayback Machine의 Archive 2011-07-19 라인에서 "자동 제어 설계의 한 단계 더 진전"
  16. ^ J. Fottner(독일 MIAS), T. Kerscher(독일 카를스루에 대학), G. di Gropello 및 A.스텔라(EICAS Automazione, 이탈리아):의료 분야에서 식사, 세탁 및 폐기물 운송을 위한 자동 유도 차량(AGV)의 모델링 및 제어, ACODUASIS 워크숍 "자동 제어 설계의 한 단계 더 진전", 토리노(이탈리아), 2005년 10월 3일 웨이백 머신에서 온라인 아카이브 2011-07-19
  17. ^ G. 카포랄레티와 A.스텔라(EICAS Automazione, 이탈리아), P. Pina(UNOVA, Portugal), V. Abadie(CYBERNETIX, 프랑스):"자동 알고리즘 발생기를 사용한 유압 서보 액튜에이터의 제어", ACODUASIS 워크숍 "자동 제어 설계의 한 단계 더 진전", 2005년 10월 3일, 이탈리아 Torino, 온라인 아카이브 2011-07-19 at the Wayback Machine, 2011-07-19
  18. ^ Y. Dodeman과 N.Moisan(IPSIS, 프랑스), G. di Gropello(EICAS Automazione, 이탈리아):"열발전소의 다변수 제어 합성", ACODUASIS 워크숍 "자동 제어 설계의 한 단계 더 진전", 2005년 10월 3일, 온라인 아카이브 2011-07-19 Wayback Machine에 보관
  19. ^ R. Bucher 교수와 K.Kaufmann – (스위스, SUPSI):"EICASLAB 및 Linux RTAI를 사용한 신속한 제어 프로토타이핑", ACODUASIS 워크숍 "자동 제어 설계의 한 단계 더 진전", 2005년 10월 3일, Wayback Machine에서 온라인 아카이브된 2011-07-19
  20. ^ Silvano Balemi 교수(스위스 남부 Lugano-Manno 응용과학대학) : "정밀 어플리케이션용 고속 컨트롤러 프로토타이핑 플랫폼", 제6회 euspen 국제회의 진행 – Baden Bei Wien - 2006년 5월 온라인
  21. ^ Paola Donati와 Francesco Donati: "모델의 불확실성 하에서의 수율 곡선 모델링 및 예측, Paola Donati와 Francesco Donati", 유럽중앙은행(ECB)의 워킹 페이퍼 시리즈 917 온라인
  22. ^ Paola Donati:" 위기 시 통화 정책 효과:유럽중앙은행(ECB) 워크숍 '유로지역 머니마켓의 증거' 2009년 12월
  23. ^ F. 도나티 교수, 교수D. Carlucci: "불확실한 시스템의 규범 제어", IEEE Transactions on Automatic Control, vol.20-AC, 1975, 페이지 792-795
  24. ^ F. 도나티 교수, 교수M. Vallauri: "거의 선형 발전소의 확실한 제어", IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 29-AC, 1984, 페이지 34-41