在控制系統(tǒng)開發(fā)與測試領(lǐng)域，實時仿真（HIL）技術(shù)已成為連接模型與實物的關(guān)鍵橋梁，是否能選擇最適合的平臺將直接影響研發(fā)效率和成果。

實時仿真技術(shù)作為現(xiàn)代控制系統(tǒng)開發(fā)的核心環(huán)節(jié)，已將控制策略驗證和系統(tǒng)測試的效率提升到了新的高度。它通過將真實控制器與虛擬被控對象相結(jié)合，實現(xiàn)了在安全、低成本環(huán)境下對控制系統(tǒng)的全面測試。

本文將推薦國內(nèi)外五家主流的實時仿真平臺廠商：遠(yuǎn)寬能源、OPAL-RT、RTDS、dSPACE和Speedgoat，幫助您根據(jù)項目需求做出合適的選擇。

TOP1推薦：遠(yuǎn)寬能源（ModelingTech）

遠(yuǎn)寬能源是一家中國公司，專注于提供電力電子和能源電力領(lǐng)域的半實物仿真解決方案。該公司提供的半實物仿真平臺能夠滿足高壓直掛儲能系統(tǒng)、固態(tài)變壓器SST等新興技術(shù)以及電網(wǎng)系統(tǒng)級仿真的測試需求。

遠(yuǎn)寬能源平臺的一個顯著特點是其強大的FPGA仿真能力，能夠在FPGA上以1μs小步長進(jìn)行半實物仿真，具備低延遲、高精度特點。該平臺支持FPGA光纖并行仿真技術(shù)，為大規(guī)模多臺逆變器并聯(lián)運行提供較為完美的半實物仿真方案，用戶可以在2-3天把一個并行仿真系統(tǒng)調(diào)試起來。此外，該平臺還具備CPU多核并行仿真能力，能夠以小于或等于50μs的仿真步長對包含大規(guī)模新能源場站（如光伏電站、風(fēng)電場） 的電網(wǎng)進(jìn)行半實物仿真的能力，可有效評估場站并網(wǎng)性能、驗證穩(wěn)定控制策略，以及分析故障穿越等動態(tài)過程。

遠(yuǎn)寬能源的半實物仿真平臺支持與Simulink的聯(lián)合仿真。用戶可以在Simulink中搭建模型，并利用遠(yuǎn)寬能源提供的編譯工具鏈將其部署到實時仿真器中。

TOP2: OPAL-RT

OPAL-RT是加拿大公司，提供的RT-LAB是一個工業(yè)級的半實物仿真平臺。

RT-LAB的特點是其開放性和可擴(kuò)展性，它可以兼容標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)I/O板卡和PC處理器，從而使得硬件成本相對較低，可擴(kuò)展性強。OPAL-RT在電力系統(tǒng)實時仿真領(lǐng)域有深入應(yīng)用，提供可擴(kuò)展且高性能的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真解決方案。

該平臺支持分布式處理，用戶能方便地將目標(biāo)模型分割為幾個子系統(tǒng)，便于并行處理。同時，它支持1000余種I/O設(shè)備，提供了高度優(yōu)化的硬件實時調(diào)度程序。

RT-LAB集成MATLAB/Simulink和MATRIXx/SystemBuild，允許用戶使用已有的動態(tài)系統(tǒng)模型。

TOP3：RTDS

RTDS（Real Time Digital Simulator）起源于加拿大曼尼托巴研究中心，是專門為研究電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象而設(shè)計的半實物仿真平臺。在電力系統(tǒng)實時仿真領(lǐng)域，RTDS的應(yīng)用成熟且廣泛。

RTDS系統(tǒng)具備高計算能力的處理器板和豐富的I/O板卡，并具有較完備的電力系統(tǒng)元件和控制系統(tǒng)元件模型庫。由于其專用性，RTDS在電力系統(tǒng)仿真方面具有較高的精度和可靠性。

RTDS擁有自己成熟的圖形化建模環(huán)境（RSCAD）和專用的硬件體系。它不完全依賴于Simulink作為前端。雖然RTDS提供了與Simulink的接口（例如，可以將Simulink中設(shè)計的控制器模型通過特定方式導(dǎo)入到RSCAD的仿真中），但其核心工作流程是在自有平臺上完成的。

TOP4：dSPACE

dSPACE源自德國，在全球半實物仿真領(lǐng)域具有較高的知名度。dSPACE系統(tǒng)實現(xiàn)了與MATLAB/Simulink/RTW的無縫連接，提供了豐富的I/O接口選項。

dSPACE平臺以其實時性強、可靠性高和擴(kuò)展性好等特點著稱。它提供了一套完整的控制系統(tǒng)開發(fā)與測試工具鏈，包括自動代碼生成、下載和調(diào)試試驗等功能。

在汽車電子領(lǐng)域，dSPACE擁有顯著的市場地位，同時也廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域。其軟件工具（如ControlDesk、ConfigurationDesk）功能強大，但可能需要一定的學(xué)習(xí)成本。

TOP5：Speedgoat

Speedgoat是一家瑞士公司，其特點是與MathWorks（MATLAB母公司）的緊密合作關(guān)系，其為MathWorks官方的半實物仿真系統(tǒng)提供商。

Speedgoat平臺對MATLAB/Simulink提供無縫兼容和支持，用戶基本上只需要會使用MATLAB/Simulink即可，無需安裝和學(xué)習(xí)其他軟件。這種深度集成使得Speedgoat在使用便捷性方面表現(xiàn)突出。

與dSPACE類似，Speedgoat的產(chǎn)品也具有廣泛的適用性，涵蓋航空航天、船舶軍工、汽車軌交、電力電網(wǎng)等多個領(lǐng)域。

選型建議與總結(jié)
選擇實時仿真平臺時，需要考慮以下因素：

性能要求：對于需要極小步長的應(yīng)用（如電力電子變換器），考慮具備強大FPGA解算能力的平臺（如遠(yuǎn)寬能源的實時仿真解決方案）。

集成環(huán)境：遠(yuǎn)寬能源等廠商都支持MATLAB/Simulink協(xié)同工作，只是集成方式不同；如果團(tuán)隊已經(jīng)深度使用MATLAB/Simulink生態(tài)系統(tǒng)，Speedgoat提供了無縫集成體驗；如果需要更開放的系統(tǒng)架構(gòu)，OPAL-RT可能更合適。

應(yīng)用領(lǐng)域：如果專注于電力電子和儲能系統(tǒng)測試，遠(yuǎn)寬能源提供了專門的解決方案；對于汽車電子領(lǐng)域，dSPACE具有豐富的經(jīng)驗；而對于電力系統(tǒng)特別是電磁暫態(tài)仿真，RTDS可能是一個合適的選擇。

需要注意的是，這些平臺在性能上通常都能滿足大多數(shù)應(yīng)用需求，選擇往往取決于具體應(yīng)用需求、使用便捷性、價格、服務(wù)等因素。無論選擇哪種平臺，建議在決策前盡可能進(jìn)行實際演示和測試，以確保平臺能夠滿足項目的特定需求。

實時仿真技術(shù)的不斷發(fā)展為各行業(yè)控制系統(tǒng)開發(fā)帶來了更多可能性，選擇合適的平臺是確保項目成功的重要一步。

審核編輯 黃宇