RCP（Rapid Control Prototyping）
RCP とは
RCP（Rapid Control Prototyping）とは 、「制御アルゴリズムを実機を用いて早期に検証するための手法」 です。従来の制御システム開発では、ECU（Electronic Control Unit）の試作品ができあがった後にしか実機を用いたテストを行うことができませんでした。そのため、実機テストが早くとも開発期間の中盤以降となってしまい、不具合が起こったとしても対処が難しくなっていました。
RCPを用いると、モデルベースで設計した制御アルゴリズムを汎用リアルタイムシミュレータに実装し、実機と接続してテストできるため、開発の初期段階から実機特有の挙動の検証が可能になります。
RCP の基本の仕組み
- コントローラモデル：Simulinkなどで設計した制御アルゴリズムのモデル。（使用するリアルタイムシミュレータに合わせたインターフェースの設定は別途必要）
- リアルタイムシミュレータ：RCP用ハードウェア（例：dSPACE, OPAL-RT）。制御モデルをリアルタイム実行することができ、外部とのインターフェース（例：CAN/Ethernet/AD/DA/DIO等）を持っている。
- 制御対象(実機)：モータ、車両、ロボットなど、実際のハードウェア。
流れは以下の通りです。
- コントローラモデルをリアルタイムシミュレータに書き込み。
- リアルタイムシミュレータが「コントローラ」として動作し、制御対象(実機)に指令を送る。
- 制御対象(実機)が指令に従って動作し、その応答をリアルタイムシミュレータへフィードバック。
- 設計者/検証者は応答を観測し、モデルを修正して再テスト。
なぜ RCPが必要なのか？
1. 開発スピード向上・品質改善
制御アルゴリズムを設計した直後に実機で試せるため、試行錯誤を素早く繰り返すことができます。これにより開発期間を短縮しつつ、品質改善をすることができます。
2. 開発コスト削減
ECUの試作を最小限に抑えて、RCP環境を使用してソフトウェア側での検証を繰り返すことができるため、ECUの試作回数を最小限に抑えることができます。
また、「1. 開発スピード向上・品質改善」の効果もあり、複合的な要素で開発コストを抑えることができます。
3. 信頼性の高い制御の実現
実機に近い環境で初期段階から検証できるため、不具合を早期に発見し、安定性や信頼性の高い制御システムを構築できます。
事例/活用例
制御開発におけるRCP/HILS検証環境の構築と事例紹介
制御開発における RCP（Rapid Control Prototyping）／HILS（Hardware-in-the-Loop Simulation） 環境の構築手法と事例を解説しています。MBDプロセス内での位置付け、RCP／HILS導入による実車試験抑制や検証スピード向上の効果、Raspberry Pi や dSPACE を用いた構築例などが紹介されています。検証環境整備の実践ノウハウを得たい方には役立つ内容です。