開発プロセスにおけるリアルタイムMIL

リアルタイムMILとは

ターンキーという言葉があります。
これは導入後キーを回せばすぐに使えるという意味ですが、HILシステムはモデル中に守秘性の高い情報が入る事もあり、その場合はターンキーではなく目的に合わせた独自のHILシステムを構築する事になります。

そんなHILシステムの構築の助けになるのがリアルタイムMILです。

開発プロセスの中のリアルタイムMIL

モデルベース開発におけるプロセスには代表的なものとしてHIL（ハードウェア・イン・ザ・ループ）やRCP（ラピッド・コントロール・プロトタイピング）、MIL（モデル・イン・ザ・ループ）といったものがあります。

しかし、HILの導入に対応して設計の問題点を洗い出し、修正作業も改善しなければ、設計開発作業の時間短縮コスト削減になりません。
その解決策のひとつとして、OPAL-RTが推奨するプロセスに「リアルタイムMIL」というものがあります。ここでは、ユーザーの立場でリアルタイムMILの「うれしさ」について説明いたします。

リアルタイムMILのうれしさ

従来の開発ではMILの後でいきなり実機試験を行っていました。
しかし、この方法では問題の洗い出しと修正に時間とコストがかかり、時には危険もありました。

HILを導入する事で、作り直しがソフト上で出来る為、問題の洗い出し及び修正の作業が実機を作る前に簡単に行える様になります。

HILシステム構築における課題

しかし、実際にはHIL構築はそう簡単ではありません。

HILシステムは実機とモデルが混在するため、立ち上げ当初は実機とモデル間の整合性を合わせるチューニングが十分でなく、思う様に動作しない事もあり、実機とモデルが混在する事から問題の切り分けも大変になりがちです。
更に、昨今のHILでは通常のリアルタイムシミュレーションを行うCPUモデルと高速なFPGAモデルも混在し、それぞれ異なるタイムステップを持っており、これがHIL構築における問題切り分けの難易度を上げる要因にもなっています。

課題への提案：リアルタイムMIL

開発における思う様に動かない時の鉄則は「動いていた時に立ち戻る」です。
しかし一旦プラントモデルをリアルタイムプラットフォームに移植してしまうと、これはMILのコントローラモデルとはタイムステップが合わず接続できないので、立ち戻る事は困難です。

しかし、そこで登場するのがリアルタイムMILです。
リアルタイムMILのうれしさは、「今使っているリアルタイムのプラントモデルを直接コントローラモデルに接続して、従来不可能だった実機コントローラと繋げた時との挙動の違いの比較ができる様になった」点です。

これによりHILシステム構築時の切り分け作業が簡単に出来る様になりました。

リアルタイムMILの利点

リアルタイムMILとはコントローラモデルとプラントモデルをひとつのリアルタイムシミュレータの中で動作させるテスト方法です。

コントローラモデルの出力を一旦リアルタイムシミュレータの出力端子から出し、それをケーブルで同じシミュレータの入力端子で受けて、プラントモデルに入力します。
このテスト方法を私たちは「リアルタイムMIL」と呼びます。シミュレータの出力をシミュレータ自身に戻すことからOPAL-RTでは「ループバックテスト」とも呼んでおります。

これにより、HILシステム構築時の思い通りに動かない時に、プラントモデルはHILに使っている物をそのままつかいつつ、コントローラモデルを実機からモデルに交換する事で、問題の切り分けが簡単に行えるようになります。

例えば、コントローラを実機からモデルに交換してシステムが動作するのであれば、原因はコントローラのチューニングであると考える事が出来、そうでなければ原因はプラントモデルのチューニングにあると考える事が出来ます。

リアルタイムMILは独自のHILシステムを構築する際の作業効率の改善に役立ちます。

株式会社 NEAT

Opal-RT Technologies,Inc.