19950

۱۹۹۵۰

طراحي سيستم سخت افزار در حلقه، جهت تست سيستم Object Controller حمل و نقل ريلي

كارشناسي ارشد

مهندسي راه آهن برقي - كنترل و علائم

۹۴-۹۷

۱۳۹۷/۹/۱۱

دكتر محمد علي صنديدزاده

راه آهن

در زمان تست سيستم¬هاي كنترل، ايمني، دسترس¬پذيري، يا ملاحظات هزينه¬اي مي¬تواند باعث ناكارآمدي اجراي تمام آزمايش¬هاي لازم گردد. بنابراين مي¬توان از تست سخت¬افزار در حلقه براي شبيه¬سازي بخش-هايي از سيستم كه اين فرآيندها را ايجاد مي¬كند، كمك گرفت. شبيه¬سازي سخت¬افزار در حلقه استفاده-هاي بسياري در طراحي، كاليبراسيون و صحه¬گذاري عملكرد نمونه¬هاي اوليه ساخته شده از كنترلرها داشته است كه با در ارتباط قرار دادن آن¬ها با مدلي از ساير قسمت¬هاي سيستم¬ كنترلي صورت مي¬پذيرد. با استفاده از اين ويژگي، مي¬توان قابليت اطمينان و زمان تجاري¬سازي مورد نياز سيستم را با روش هزينه-اي مؤثر حفظ نمود. شبيه¬سازي سخت¬افزار در حلقه يك روش تست قدرتمند است كه مي¬توان براي آزمايش سيستم¬هاي كنترل به صورت مؤثر مورد استفاده قرار داد. با توجه به اهميت و هزينه بالاي توليد سيستم كنترل¬كننده تجهيز در سيستم حمل و نقل ريلي، استفاده از شبيه¬سازي سخت¬افزار در حلقه در توسعه اين سيستم¬هاي كنترلي در تمام مراحل طراحي تا پياده¬سازي مي¬تواند كمك قابل توجهي باشد. در اين پايان¬نامه يك ميز تست سخت¬افزار در حلقه طراحي شده، كه از آن براي تست عملكرد كنترل¬كننده تجهيز پرداخته شده است. در اين راستا، ابتدا عملكرد شبيه¬ساز طراحي شده بوسيله يك آزمون صحت مورد ارزيابي قرار گرفته و پس از حصول اطمينان از عملكرد صحيح آن¬ مورد استفاده قرار گرفته است. ميز طراحي شده در اين پژوهش از يك رايانه ميزبان براي اجراي شبيه¬ساز كنترل¬كننده تجهيز، سيستم انتقال داده از نوع RS232 و برد كنترلي آردوينو Mega 2560 كه عملكرد كنترل¬كننده تجهيز بر روي آن پياده¬سازي شده، تشكيل شده است. برد كنترلي آردوينو به دليل گران¬قيمت بودن و در دسترس نبودن سخت¬افزار واقعي كنترل¬كننده تجهيز، براي بررسي عملكرد كنترل¬كننده تجهيز مورد استفاده قرار گرفته است. طراحي شبيه¬ساز بر مبناي پيام¬هاي دريافتي/ارسالي از/به كنترل¬كننده تجهيز و با در نظر گرفتن ديناميك حاكم بر اجزا مختلف آن در محيط نرم¬افزار سيمولينك متلب و به شكل زمان حقيقي انجام شده است. به نحوي كه كاربر قادر است به شكل واقعي عمل كرده و تمام فراميني كه در حين حركت در رژيم¬هاي مختلف اعمال مي¬شود مورد بررسي و تست قرار دهد. نتايج نشان مي¬دهد كه ميز تست طراحي شده قادر است به واسطه يك ارتباط زمان حقيقي، صحت يا عدم صحت عملكرد تمامي الگوريتم¬هاي مورد استفاده در سيستم كنترل¬كننده تجهيز را بدون نياز به هزينه¬هاي ناشي از تست روي سيستم واقعي مورد ارزيابي قرار داده و از اين طريق مدت زمان توسعه سيستم به شدت كاهش مي¬يابد.

1397/10/29

Design of the Hardware In the Loop System to Test the Object Controller of Rail Transport System

1/19/2019 12:00:00 AM

At the time of testing the systems of control, safety, availability, or cost issues, can cause inefficiency in doing all the necessary tests. Therefore, you can use hardware in the loop test to simulate parts of the system, which creates these processes. The hardware in the loop simulation has many uses in the design, calibration, and performance validation of initial prototypes made from controllers, by linking them with a model from other parts of the control system takes place. Using this feature, you can maintain the reliability and time of commercialization required by the system with an effective cost method. Hardware in the loop simulation is a powerful test method that it used to test control systems and implementation. Considering the importance and cost of equipping the controlling system in the rail transport system, the use of hardware in the loop simulation in the development of these control systems at all stages of design to implementation can be a significant useful aid. In this thesis, a hardware in the loop test-table designed, which it used for testing the performance of the objective controller. In this regard, the simulator's performance evaluated by an accuracy test and then used after assurance of its proper functioning. The design table in this study consists of a host computer for implementation of the equipment controller simulator, RS232 data transmission system, and Object Controller implemented on the Arduino Mega 2560 control board. The Arduino control board used to evaluate the performance of the Object Controller, due to the cost and unavailability of the actual Object Controller hardware. The simulator design is based on received / transmitted messages from / to the Object Controller and taking into account the dynamics governing the various components in the software environment of Simulink MATLAB in the form of real time. So that the user is able to act in a real way and all the exercises that applied during the movement in different modes examined and tested. The results show that the designed test table can be used to evaluate the accuracy or inaccuracy of all the algorithms used in the Object Controller without the need for the cost of testing on the actual system due to a real time communication. The length of the development of the Object Controller greatly reduced by this.