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產品詳細介紹Prescan自動駕駛仿真軟件一、簡介PreScan是德國Seimens西門子公司旗下汽車自動駕駛仿真軟件產品，Prescan是以物理模型為基礎，開發ADAS和智能汽車系統的自動駕駛仿真平臺。支持攝像頭、雷達、激光雷達、GPS，以及V2V/V2I車車通訊等多種應用功能的開發應用。 PreScan基于MATLAB仿真平臺，主要用于（ADAS）汽車高級駕駛輔助系統和無人自動駕駛系統的仿真模擬軟件，其包括多種基于雷達，攝像頭，激光雷達，GPS，V2V和V2I車輛/車路通訊技術的智能駕駛應用。支持模型在環（MIL），實時軟件在環（SiL），硬件在環（HiL）等多種使用模式。北京津發科技股份有限公司作為德國Siemens西門子公司正式簽約合作伙伴，旨在進一步加深雙方商業、技術合作，開辟新市場，為無人駕駛領域貢獻積極力量。二、軟件概覽智能汽車自動駕駛仿真系統在PreScan中的仿真實現如下圖所示。智能駕駛仿真實現      特點1. 場景工況      交通要素數據庫快速場景構建Euro NCAP   ×11NHTSA ×12ISO ×19ADAC ×9eValue   ×4Opendrive importerOSM importerIBEO importerGIDAS/CIDAS importer2. 傳感器&通訊 19種傳感器類型包括Mono cameraStereo cameraFisheye cameraRadarLidarUltrasonicAntennaRadioDSRC V2XLane marker sensorObject sensorDepth sensor3. Matlab Simulink 基于Matlab Simulink平臺4. 執行器&人機界面 車輛動力學模型PreScan modelCoupling to 3rd party   modelAMESimLMS Virtual.Lab MotionCarSim………三、詳細功能軟件詳細功能 特點描述交通場景建模型 ●Roads 道路模型●Database of road types 道路數據庫●Environment 環境模型●Road users 道路使用者●Weather & Lights 天氣光照傳感器模型 ●Camera, fisheye, mono, stereo攝像頭、魚眼、單目及雙目攝像頭●Radar 毫米波雷達●Laser and lidar   激光雷達●Ultrasonic   超聲波雷達●V2X sensors   車車/車路通訊傳感器●Ground truth sensors 真值傳感器●Ground truth Sensor   真值傳感器ADAS algorithm implementation   控制算法仿真集成 ●Model in the Loop   模型在環通過MatLab/Simulink平臺，可以引入各種編程工具開發的算法代碼。●Hardware in the Loop   硬件在環也可以直接引入ECU硬件，構成硬件在環試驗臺Driver model駕駛員模型 ●根據理想路徑以及車輛當前位置計算車輛轉角信號輸出。●根據理想速度以及車輛當前速度計算油門、剎車信號。不再遵循原先定義的路徑。●Driver in the loop   駕駛員在環Vehicle actuation modelling   車輛執行器建模 ●2D bicycle dynamics model 2D動力學模型●3D two track dynamics model 3D動力學模型●6DOF sprung body à x, y, z, roll, pitch, yaw 六自由度車輛狀態計算●Usage: on PreScan’s 3D roads (i.e. roads with a height profile)   適用PreScan 3D路面仿真●3rd party dynamics model import 外部車輛動力學模型導入Test Automation (TA) 自動化測試 ●Select variables (GUI)   選擇自動化測試參數●Set-up variables (MATLAB)   使用模板編寫自動化測試腳本●Run test automation script (MATLAB)   運行腳本●Compare results (MATLAB)   獲得自動化測試報告Demos ●PreScan標準安裝包自帶128 個demo場景，所有的場景模型以及系統控制算法完全對用戶 開放●PreScan標準安裝包自帶19個智能駕駛系統傳感器●PreScan標準安裝包自帶30多個智能控制算法模型，所有系統控制算法完全對用戶開放、可編輯修改●PreScan標準安裝包自帶43個交通道路參與者及執行器，并支持導入用戶自定義的第三方3D模型●PreScan標準安裝包自帶134個ADAS仿真系統模型，這些案例所含的場景模型、系統控制算法、執行器模型完全對用戶開放功能插件 ●大規模交通流自動生成器●IBEO掃描數據自動轉換為PreScan仿真場景●IBEO掃描數據自動轉換為PreScan仿真場景●攝像頭物理模型●基于統計學性能的雷達模型●GIDAS事故數據庫自動導入PreScan仿真場景●升級版車車通訊傳感器模型●PreScan和PTV Vissim軟件耦合計算四、應用案例1.MCity使用PreScan驗證測試場設計2.車道保持系統硬件在環（HIL)測試平臺3.自動駕駛系統硬件在環（HIL)測試平臺4.自適應巡航/自動緊急制動系統ViL測試平臺5.基于Nvidia PX的人工智能硬件在環測試平臺

通過多種仿真技術，分別從CELL級、PACK級、整車級對產品進行設計驗證..

鐵路及城軌的標準化作業流程和作業場景比較復雜。由于目前各鐵路院校的教學培訓場地和設備有 限，學生能熟練掌握在不同場景下標準化作業流程和各項技術標準作業非常困難。所以根據鐵路及城軌的 相關技術標準和作業指導書制作了一套完善全面的三維仿真培訓系統，當前使用三維仿真的培訓系統開展 標準化作業流程和作業的教學是極佳的解決方案。 PC和vr版本都涵蓋了當前覆蓋車，機，工，電，輛及城軌全專業。

通過抽象仿真模擬實現基礎知識形象化、復雜原理可視化，讓學生掌握區塊鏈基礎知識、原理、關鍵技術及主要特性等認知。

本發明公開了一種注塑機開模路徑優化方法，包括以下步驟： 根據模具參數及開模工藝參數進行開模路徑規劃；根據規劃的開模路 徑進行開模動作，獲得開模結果數據；計算開模誤差，判斷開模誤差 是否在設定誤差范圍內，如是，則優化結束，如否，則通過迭代學習 方法對開模路徑進行重新規劃；通過多次開模及路徑優化，直至開模 誤差小于設定誤差允許范圍，優化過程結束，并保存開模控制參數。 通過本發明，在注塑機更換新的模具后，能夠在不需要人工調

零件與模具的無模直接制造方法，屬于零件快速制造方法，步驟為：(1)設計零件的三維 CAD 模型；(2)對三維 CAD 模型進行切片處理；(3)根據分層數據進行路徑規劃，生成每層成形的數控代碼；(4)采用數控等離子熔積噴槍，將合金、金屬間化合物、金屬陶瓷或陶瓷的絲材或粉末，在基板上按照每層數控代碼熔積成形；(5)熔積成形過程中，將等離子弧與激光復合；(6)按照上述步驟逐層熔積成形，直至達到零件尺寸形狀的要求。本發明保持等離子成形成本低、效率高，成形體易于達到滿密度的優點，僅附加小功率激光，成本低于激光

新型電力系統仿真分析、測試驗證。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 隨著“雙碳目標”國家能源戰略的確定和新型電力系統概念的提出，我國能源轉型力度持續加大，逐步形成了大量新能源接入電力系統的局面。由于風能、太陽能等新能源與常規能源稟性差別很大，其并網發電系統具有顯著不確定性、波動性和機械慣量缺失等特點。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補的綜合能源、各類大規模儲能電站、各種通信及自動化新技術裝置等因素使得新型電力系統組成要素愈加復雜，動態特性蘊含諸多未知，造成系統規劃設計、裝備制造、系統集成和運行控制等都面臨史無前例的挑戰。目前，電力科研院所、規劃設計單位、裝備制造廠家、教育培訓機構等對新型電力系統開展仿真分析、測試驗證的需求很大、很迫切。同時看到，新型電力系統的這些新型場景對仿真技術要求苛刻，門檻很高。 1）新型電力系統需要精細化動態模擬。人們對新型電力系統動態行為的認識還不夠深入，無論是基礎理論層面還是工程技術層面還處于廣泛討論、觀點碰撞或局部示范試驗階段。然而，電力設施的新技術路線試錯成本極高，不太可能對所有備選方案和技術選項都逐一示范。因此，開展大量深入的仿真研究是推進新型電力系統實施的必要手段。對于新型電力系統，需要深入開展仿真研究的領域包括：①新型電網體系結構研究；②新能源接入電網關鍵技術； ③ 新能源電網保護與自動化技術； ④源網荷儲協同控制與優化調度；⑤新型配電網的電能質量分析與控制；⑥人工智能等新技術對新型電力系統的支撐。 2）新能源基地并網需要做穩定性評估。大規模陸上及海上風電集中接入局部電網有可能引發次/超同步振蕩、寬頻諧波諧振等電網安全穩定性問題，需要對這些問題進行機理及應對策略分析。所以需要對包含多類型新能源裝備的局部電網做精細化動模仿真測試。然而，百千臺級風光機組電磁暫態詳細建模與仿真是一個卡脖子難題。 3）軟、硬件在環仿真是必要的。新能源及儲能電站的電力電子變流器控制及保護策略是廠家核心機密，對外不公開。由于控保策略對裝置外特性及其接入系統的響應特性有重要影響，故需要分析內部核心控保策略。需要將新能源及儲能控制器實物或黑盒模型接入測試平臺開展動模仿真，以對其多時間尺度動態響應特性進行精細化分析。軟、硬件在環試驗對仿真平臺提出了更高要求。 4）超大規模儲能電站的仿真難度大。①單個儲能機組的設備形態發生改變，從兩/三電平變流器向模塊化多電平變流器（MMC）的復雜結構演變，甚至采用儲能跟變流器集成，故需要對這種復雜新形態做精細化測試驗證。②超大規模、超大機組的儲能電站包含較多并聯儲能單元或者儲能機組，吉瓦時級儲能電站，需上百臺機組并聯。另外，儲能變流器的控制策略正從電流源型向電壓源型轉變，控制策略趨于復雜化，故需要大量的儲能變流器的控制裝置接入測試平臺，才能對實現對儲能單機以及多機之間協調控制性能測試，進而實現超大規模、超大機組的儲能電站的精細化仿真。 5）現代直流輸電控制與保護測試提出更高要求。超/特高壓直流輸電系統應用于新能源基地外送的控制保護策略及其硬件在環試驗對實時仿真平臺硬件資源要求苛刻，既要對直流輸電系統建模，又要對新能源基地建模，應用場景的復雜性對仿真平臺要求更高。 1 技術分析（創新性、先進性、獨占性） 1.1 國產化實時仿真技術現狀 實時仿真是指仿真模型執行進度與系統時鐘完全同步的一類仿真，具備這種特性的仿真裝置稱為實時仿真器。新型電力系統的認知、試驗、生產、培訓需求快速增長，形成了實時仿真領域巨大潛在市場。但目前RTDS、RT-LAB等進口設備依舊壟斷市場，對于大規模新能源場站、縣域規模萬節點級電力系統、多端特高壓直流輸電等應用場景電磁暫態仿真，所需的仿真資源巨大，平臺造價極高。且關鍵核心技術處于卡脖子狀態，平臺應用的靈活性和開放性受到很大限制。只有開發和推廣國產化實時仿真技術才能為順利推進新型電力系統建設過程中的研究和生產提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP與進口設備的對比試驗  為了實現電力實時仿真器的國產化替代，徹底解決電力實時仿真領域的技術“卡脖子”問題，國產實時仿真器UREP需要與國際主流技術進行對比，力求達到甚至超過目前世界最先進的技術。對標對象為行業公認的電力系統實時仿真儀（RTDS）和行業廣泛使用的RTLAB，以上兩款設備均為加拿大生產。對比試驗方案如圖1-1所示。制定標準（典型）測試算例，分別在UREP、RTDS和RTLAB環境下搭建測試算例的仿真模型，在完全相同的測試條件和試驗內容下得到各種仿真器的仿真結果，比較仿真結果的一致性。同時比對仿真規模、建模效率和編譯時間等關鍵指標。             圖1-1  國產UREP與進口設備對標方案 1.2.1電氣網絡仿真對比    圖1-2表示了一個多支路網絡，基于圖1-1中三種仿真器搭建該模型，通過不斷增加支路數擴大網絡規模，直到仿真器過載，得到仿真器的算力極限。         圖1-2  多支路電氣網絡 在50us仿真步長下，對于圖1-2案例RTLAB最大仿真規模為78個 三相節點，UREP也為78個 三相節點，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為3分52秒，UREP編譯時間為1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      圖1-3  基于RTDS的仿真模型  當基于RTDS建模時，如圖2-5，每塊PB5最多允許24個節點；當基于NovaCor建模時，在超大步長150us下可以達到100節點，在50us步長下仿真規模未知。 2.2.2 雙饋風機仿真對比   雙饋風機含有電機、傳動鏈、電力電子變流器和控制系統，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步長下，對于如圖1-4案例，RTLAB最大仿真規模為6臺，UREP也為6臺，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為7分0秒，UREP編譯時間為2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                圖1-4  雙饋風機測試案例 2.2.3 直流輸電仿真對比   直流輸電是最復雜的電力電子裝備，有換流閥、閥控制器、極控制器、站控制器等一次和二次系統，是實時仿真領域的難點，也是檢驗仿真器能力的試金石。圖1-5是雙端單極直流輸電系統測試用例，每端包含2個六脈波橋，控制保護包括了閥控、極控和主控模型，封裝于藍色模塊內。   圖1-5 雙端單極直流輸電系統測試用例 將圖1-5所示算例分別在RTLAB和UREP中建模運行，在單核可用資源下，若仿真對象為電氣主系統和控制保護組成的整個系統，則RTLAB過載，UREP也過載。若仿真對象僅為電氣主系統（即雙側電源、交直流濾波器和4個6脈波橋），則RTLAB和UREP均不過載。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為3分40秒，UREP編譯時間為1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步發電機組仿真對比    同步發電機目前仍是電力系統主力電源，是電力系統的主要仿真對象。同步發電機組模型包括同步發電機、調速器、勵磁調節器及升壓變。搭建多臺同步電機并列運行算例，如圖1-6所示。   圖1-6  同步電機并列運行算例 在50us仿真步長下，對于圖1-6案例RTLAB最大仿真規模為11臺，UREP為13臺。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為3分51秒，UREP編譯時間為1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步長對比 基于CPU的最小仿真步長能夠體現仿真計算時間的抖動問題，抖動越小，允許的仿真步長就越小。因此，通過比較最小仿真步長，也可以反映仿真器的計算性能。仿真對象采用單臺雙饋風機，模型包括風力機、繞線異步電機、機側變流器、網側變流器、主動系統、所接入的配電網等元素，如圖1-7所示。             圖1-7  測試最小步長算例 經測試，RTLAB最小仿真步長為24us，UREP最小仿真步長為20us。可見，UREP具有更小的仿真抖動。 2.2.6 仿真精度對比 為了驗證國產UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉對比驗證方法說明UREP的仿真精度。電力系統仿真包括電磁暫態和機電暫態，因此，從電磁暫態和機電暫態兩個方面進行對比，同時考慮各種應用場景，以覆蓋各種情形。電磁暫態檢測案例的電網拓撲如圖1-8所示。 圖1-8 電磁暫態檢測使用案例 無窮大電源電壓等級為110kV，頻率為50Hz，系統內阻抗為；L1、L3線路阻抗為，L2、L4線路阻抗為， T1、T2兩變壓器的額定容量均為，短路電壓，空載損耗，空載電流，短路損耗，變比，高低壓繞組均為Y形聯結；假設系統A1、B1、A、B處供電負荷為(5+j1)MVA，C1和C處供電負荷為1+j0.1MVA。UREP建模如圖1-9所示。   圖1-9 電磁暫態檢測案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立電磁暫態案例的仿真模型如圖1-10所示，其電壓過零點短路控制如圖1-10所示。   圖1-10  RTDS仿真模型   圖1-11  RTDS電壓過零點短路控制結構 對上述模型，分別使用UREP和RTDS進行實時仿真，仿真時間為0.2s，短路故障發生在0.06s-0.16s之間，仿真步長為100微秒，橫軸表示在0.2s時間內仿真采樣點數，縱軸表示母線電壓、電流，單位分別為V、A。在母線A點處發生三相短路，短路前后及短路期間的三相電壓波形如圖16-7。為了顯示細微之處，將圖1-12局部放大后，如圖1-13。   圖1-12  A點發生三相短路時三相電壓波形   圖1-13  A點處發生三相短路時三相電壓波形局部放大 點劃線為RTDS仿真結果，虛線為UREP仿真結果。可以看出，兩種仿真結果高度重合，表現出電磁暫態仿真結果的高度一致。電磁暫態過程除了表現在電壓動態還表現在電流動態，短路前后及短路期間的三相短路電流波形如圖1-14。   圖1-14 A點處發生三相短路時三相電流波形 圖1-15  A點處發生三相短路時三相電流波形局部放大圖 1.3  對標結論 （1）在內核資源完全等同條件下，國產UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即內核授權數相同條件下，具有相同的仿真規模。 （2）國產UREP的建模效率和編譯速度遠遠高于RTLAB。小規模場景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大規模場景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真對象完全相同的條件下，國產UREP和RTDS的電磁暫態仿真結果完全相同，二者交叉對比沒有差別。

系統可實現在網絡環境下，完成注塑模具的并行設計。通過智能化提示，進行參數化繪圖，自動生成三維模型，并由三維模型直接或通過標準的IGES格式轉換進入不同系統的CAM模塊，實現設計與制造信息共享，達到CAD/CAM一體化。提高模具設計質量，縮短設計制造周期。