舞台仿真系统及舞台仿真方法与流程

1.本公开实施例涉及仿真技术领域，尤其涉及一种舞台仿真系统及舞台仿真方法。


背景技术：

2.现如今，随着经济的不断发展，人们对于演艺节目的要求也不断提高，为了满足人们的需求，舞台控制系统的组成结构也变得越来越复杂，功能也越来越多。由于舞台控制系统的特殊，其可靠性和安全性备受重视，因此在舞台控制系统投入使用前需要调试以保证其稳定可用。而舞台控制系统中的各个设备往往体积大、重量大、整体安装时间较长、并且现场的调试环境往往也比较苛刻，在进行调试时十分麻烦，因此需要一种技术方案来解决这些问题。


技术实现要素：

3.本公开实施例提供了一种舞台仿真系统及舞台仿真方法，以至少部分解决上述问题。
4.根据本公开实施例中的第一方面，本公开实施例提供了一种舞台仿真系统，其包括：相连接的控制单元和仿真单元，所述仿真单元被配置有由舞台控制系统中的至少部分执行机构的模型元素构建的仿真模型信息；
5.所述控制单元用于向所述仿真单元发送第一控制指令；
6.所述仿真单元用于接收所述第一控制指令，基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息；
7.其中，所述仿真过程信息用于指示所述执行机构在基于所述第一控制指令运行时的运行状态。
8.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述仿真单元包括相连接的配置设备和连接设备，所述连接设备与所述控制单元相连接，所述配置设备被配置有所述仿真模型信息；所述配置设备用于，将所述仿真模型信息的至少部分模型元素与所述连接设备进行关联，通过所述连接设备获取所述第一控制指令，并基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行所述行为仿真；
9.所述连接设备用于，在与所述模型元素关联后，基于所述配置设备进行的行为仿真输出仿真过程信息。
10.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述仿真单元还包括：模拟设备，所述模拟设备与所述配置设备相连接；所述配置设备用于，向所述模拟设备同步所述行为仿真，以使所述模拟设备基于所述行为仿真进行动画模拟，并记录所述动画模拟对应的模拟结果，所述模拟结果用于指示在行为仿真时的所述执行机构的运行状态参数。
11.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述模拟设备还用于，将所述模拟结果通过所述配置设备和所述连接设备反馈给所述控制单元，以使所述控制单元根据所述模拟结果对所述第一控制指令进行调整。
12.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述模拟设备与所述配置设备通过共享内存的形式形成通信连接。
13.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述舞台仿真系统还包括：冗余控制单元，所述冗余控制单元与所述仿真单元相连接；所述冗余控制单元用于，向所述仿真单元发送第二控制指令，以使所述仿真单元在所述控制单元处于故障状态时基于所述仿真模型信息和所述第二控制指令进行所述行为仿真。
14.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述舞台仿真系统还包括：手动控制单元，所述手动控制单元与所述仿真单元相连接；所述手动控制单元用于，响应于外界的触发操作向所述仿真单元发送第三控制指令，以使所述仿真单元在所述控制单元处于故障状态时基于所述仿真模型信息和所述第三控制指令进行所述行为仿真。
15.在一些可选的实施例中，该舞台仿真系统中，所述仿真模型信息至少由第一执行机构所对应的模型元素，以及，备用执行机构所对应的模型元素和/或从动执行机构所对应的模型元素所构建；其中，所述第一执行机构被构造为，基于第一控制指令执行第一动作；所述备用执行机构被构造为，在所述第一执行机构不可用时，替代所述第一执行机构基于第一控制指令执行所述第一动作；所述从动执行机构被构造为，在所述第一执行机构基于第一控制指令执行第一动作时，与所述第一执行机构同步执行第二动作。
16.根据本公开实施例中的第二方面，本公开实施例提供了一种舞台仿真方法，用于控制单元，所述控制单元与仿真单元相连接，所述仿真单元被配置有由舞台控制系统中的至少部分执行机构的模型元素构建的仿真模型信息，所述舞台仿真方法包括：
17.向所述仿真单元发送第一控制指令，以使所述仿真单元基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息；
18.其中，所述仿真过程信息用于指示所述执行机构在基于所述第一控制指令运行时的运行状态。
19.根据本公开实施例中的第三方面，本公开实施例提供了一种舞台仿真方法，用于仿真单元，所述仿真单元与控制单元相连接，所述仿真单元被配置有由舞台控制系统中的至少部分执行机构的模型元素构建的仿真模型信息，所述舞台仿真方法包括：
20.接收所述控制单元发送的第一控制指令；
21.基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息；
22.其中，所述仿真过程信息用于指示所述执行机构在基于所述第一控制指令运行时的运行状态。
23.本公开实施例中的舞台仿真系统中，由于其控制单元可以向仿真单元发送第一控制指令，仿真单元能基于仿真模型信息和第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息，且仿真过程信息用于指示执行机构在基于第一控制指令运行时的运行状态，基于此，本公开实施例中可以对舞台控制系统中的执行机构的行为进行有效地仿真，并可以让工作人员通过行为仿真输出的仿真过程信息得知舞台控制系统中执行机构在实际按照第一控制指令下运行时的运行状态，因此这样也就能够完成对舞台控制系统的调试工作，而无需将舞台控制系统的各个设备(即执行机构)进行整体安装，也从而避免了舞台控制系统的各个设备体积大、重量大、整体安装时间较长、并且现场的调试环境苛刻而导致进行调试时十分
麻烦的问题，从而有效地解决舞台控制系统的可靠性验证和前期调试问题，有效提高舞台控制系统的安全性能。
附图说明
24.以下附图仅旨在于对本公开做示意性说明和解释，并不限定本公开的范围。
25.图1示出了根据本公开实施例的一个示例性的舞台仿真系统的示意图。
26.图2示出了根据本公开实施例的另一个示例性的舞台仿真系统的示意图。
27.图3示出了根据本公开实施例的再一个示例性的舞台仿真系统的示意图。
28.图4示出了根据本公开实施例的再一个示例性的舞台仿真系统的示意图。
29.图5示出了根据本公开实施例的再一个示例性的舞台仿真系统的示意图。
30.图6示出了根据本公开实施例的一个示例性的舞台仿真方法的步骤流程图。
31.附图标记说明：
32.100、控制单元；200、仿真单元；201、配置设备；202、连接设备；203、模拟设备；300、冗余控制单元；400、手动控制单元。
具体实施方式
33.为了使本领域的人员更好地理解本公开实施例中的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开实施例保护的范围。
34.现如今，随着经济的不断发展，人们对于演艺节目的要求也不断提高，为了满足人们的需求，舞台控制系统的组成结构也变得越来越复杂，功能也越来越多。由于舞台控制系统的特殊，其可靠性和安全性备受重视，因此在舞台控制系统投入使用前需要调试以保证其稳定可用。而舞台控制系统中的各个设备往往体积大、重量大、整体安装时间较长、并且现场的调试环境往往也比较苛刻，在进行调试时十分麻烦，因此需要一种技术方案来解决这些问题。
35.而针对于此，根据本公开实施例中的第一方面，参照图1，本公开实施例中提供了一种舞台仿真系统，能够至少部分地解决上述技术问题，该舞台仿真系统包括：相连接的控制单元100和仿真单元200，所述仿真单元200被配置有由舞台控制系统中的至少部分执行机构的模型元素构建的仿真模型信息；
36.所述控制单元100用于向所述仿真单元200发送第一控制指令；
37.所述仿真单元200用于接收所述第一控制指令，基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息；
38.其中，所述仿真过程信息用于指示所述执行机构在基于所述第一控制指令运行时的运行状态。
39.本公开实施例中的舞台仿真系统中，由于其控制单元100可以向仿真单元200发送第一控制指令，仿真单元200能基于仿真模型信息和第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息，且仿真过程信息用于指示执行机构在基于第一控制指令运行时的运行状态，基于此，本公开实施例中可以对舞台控制系统中的执行机构的行为进行有效地仿真，并可
以让工作人员通过行为仿真输出的仿真过程信息得知舞台控制系统中执行机构在实际按照第一控制指令下运行时的运行状态，因此这样也就能够完成对舞台控制系统的调试工作，而无需将舞台控制系统的各个设备(例如执行机构)进行整体安装，也从而避免了舞台控制系统的各个设备体积大、重量大、整体安装时间较长、并且现场的调试环境苛刻而导致进行调试时十分麻烦的问题，从而有效地解决舞台控制系统的可靠性验证和前期调试问题，有效提高舞台控制系统的安全性能。
40.下面对本公开实施例中舞台仿真系统进行详细说明，但应当理解，本文中说明均用作便于理解地示例性解释本公开实施例，而不作为对本公开实施例中的任何限制。
41.本公开实施例中所说的舞台控制系统，其具体构成本公开实施例中不进行限制，如前面所述，该舞台控制系统可以包括多个执行机构，该执行机构可以用于执行舞台上的功能，举例来说，该功能可以是用于舞台的升降、用于灯光的开关、用于旗帜的升降等等，当然远远不止可以有这些。本公开实施例中的舞台仿真系统，也即能够用于对该舞台控制系统进行仿真。
42.本公开实施例中，执行机构可以是一个设备、或者多个设备的组合、或者一个设备中的一个能够承担特定作用的部件，在此不进行限制。以前述的执行机构的功能是用于舞台的升降来说，则该执行机构至少可以包括一个用于舞台升降的驱动电机。
43.本公开实施例中的仿真单元200所进行的行为仿真，可以指电气行为仿真、机械行为仿真中的至少一种。
44.本公开实施例中，模型元素基于其对应的执行机构的自身特性建立，该模型元素保留有执行机构的全部电气特性以及机械特性、各个参数信息等，例如以执行机构为驱动电机为例，则该模型元素可以保留该驱动电机的尺寸信息(例如形状、体积等等)、类型信息(例如直流电机或者交流电机等等)、电学参数信息(例如额定功率、额定电流、额定电压等等)、转速信息(例如最大转速等等)，等等。仿真模型信息是由至少一个模型元素构建的，其相当于舞台控制系统的该部分模型元素所对应的执行机构构成的一个子系统的整体仿真模型。该模型元素被配置在仿真单元200中，工作人员在需要对舞台控制系统进行仿真和调试时，可以直接在仿真单元200调用对应的执行机构的模型元素来构建仿真模型信息，以进行行为仿真。
45.本公开实施例中，控制单元100可以包括至少一个进行数据处理以及向外发出控制指令的控制器，例如该处理器可以是plc、cpu、mcu等等，本公开实施例中下面以控制单元100包括plc进行举例。
46.控制单元100对仿真单元200发送的第一控制指令可以是由工作人员预先写入控制单元100(例如工作人员对plc编程并写入plc，plc向仿真单元发送第一控制指令)。本公开实施例中，第一控制指令在由控制单元100发送给仿真单元200后，仿真单元200基于配置好的仿真模型信息和第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息。
47.仿真过程信息基于行为仿真的过程得到，由于仿真模型信息由至少部分执行机构的模型元素构建，而模型元素保留有各个执行机构的全部电机特性以及机械特性、参数信息等，因此当该控制单元100若与实际舞台控制系统的执行机构进行连接时，控制单元100在向执行机构发送第一控制指令后，实际中的执行机构也可以基于第一控制指令运行，且与仿真单元200基于第一控制指令所进行的行为仿真的整个过程和运行状态相同。基于此，
仿真过程信息可以指示执行机构在基于第一控制指令运行时的运行状态。
48.例如，控制单元100向仿真单元200发送第一控制指令，仿真单元200基于驱动电机的模型元素构建的仿真模型信息和第一控制指令，进行模拟驱动电机驱动舞台升高的行为仿真，则若将该控制单元100直接与安装完毕的舞台控制系统中实际的驱动电机相连时，向该驱动电机发出第一控制指令，则该驱动电机也能够基于第一控制指令驱动舞台升高，且整个运行状态与仿真单元200进行的行为仿真输出的仿真过程信息相同。
49.对于仿真单元200的具体构成，本公开实施例中不进行限制，只要能满足对应的功能即可。在一些可选的实施例中，参照图2，其示出了本公开实施例中的一种示例性的仿真单元200的构成，该仿真单元200包括：相连接的配置设备201和连接设备202，所述连接设备202与所述控制单元100相连接，所述配置设备201被配置有所述仿真模型信息；所述配置设备201用于，将所述仿真模型信息的至少部分模型元素与所述连接设备202进行关联，通过所述连接设备202获取所述第一控制指令，并基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行所述行为仿真；所述连接设备202用于，在与所述模型元素关联后，基于所述配置设备201进行的行为仿真输出仿真过程信息。
50.具体来说，配置设备201可以安装有仿真软件(例如该仿真软件可以是simit仿真软件，或者也可以是其他软件，在此不进行限制)，该仿真软件中配置有舞台控制系统的执行机构的模型元素，可以由工作人员在配置设备201利用至少部分执行机构的模型元素进行仿真模型信息的构建，并基于仿真模型信息和第一控制指令进行行为仿真。
51.连接设备202可以是一个与配置设备201的仿真软件(例如simit仿真软件)形成电耦合的硬件设备(例如将其称为simit unit)，控制单元100与配置设备201可以通过连接设备202连接起来并通过其完成数据交互，连接设备202能够同步配置设备201的行为仿真，并向控制单元100输出仿真过程信息。例如，在一种可选的实施例中，该连接设备202可以是通过profinet网络(仅作为示例，当然也可以是通过其他通信网络协议在此不进行限制)通信连接到控制单元100(例如控制单元100包括plc)。则连接设备202所输出的仿真过程信息，可以是通过profinet网络向控制单元100输出的行为仿真过程中的一些例如0或1之类的过程数值，举例来说，若配置设备201进行的行为仿真是对舞台控制系统的驱动舞台升降的驱动电机进行仿真，则若仿真的是驱动电机驱动舞台上升，则连接设备202可以向控制单元100输出1，若仿真的是驱动电机驱动舞台下降，则连接设备202可以向控制单元100输出0，当然应当理解，这并不作为对本公开实施例中的任何限制，仅作为便于理解的示例。
52.显然，本公开实施例中的仿真单元200的这种组成，通过将配置设备201和连接设备202的配合，能够对舞台控制系统中的执行机构的行为进行完成更有效地仿真，从而让工作人员通过行为仿真输出的仿真过程信息得知舞台控制系统中执行机构在实际按照第一控制指令下运行时的运行状态，因此这样也就能够更合理地完成对舞台控制系统的调试工作，而无需将舞台控制系统的各个设备(例如执行机构)进行整体安装，也从而更好地避免了舞台控制系统的各个设备体积大、重量大、整体安装时间较长、并且现场的调试环境苛刻而导致进行调试时十分麻烦的问题，有效地解决舞台控制系统的可靠性验证和前期调试问题，有效提高舞台控制系统的安全性能。
53.在一些可选的实施例中，参照图3，所述仿真单元200还包括：模拟设备203，所述模拟设备203与所述配置设备201相连接；所述配置设备201用于，向所述模拟设备203同步所
述行为仿真，以使所述模拟设备203基于所述行为仿真进行动画模拟，并记录所述动画模拟对应的模拟结果，所述模拟结果用于指示在行为仿真时的所述执行机构的运行状态参数。
54.具体地，模拟设备203可以安装有一个动画模拟软件，并且在动画模拟软件中可以预先构建好于仿真模型信息相对应的2d动画模型或者3d动画模型。在模拟设备203与配置设备201完成通信连接后，配置设备201中安装的仿真软件可以在基于第一控制指令和仿真模型信息进行行为仿真时，通过通信连接向模拟设备203的动画模拟软件同步所进行的行为仿真，则模拟设备203的动画模拟软件基于行为仿真，使得与仿真模型信息相对应的2d动画模型或者3d动画模型发生变化从而可视化地对行为仿真进行动画模拟，就能够将舞台控制系统中的执行机构在基于第一控制指令运行时的电气行为或者机械行为可视化地展现出来。
55.例如，以3d动画模型来说，在模拟设备203基于行为仿真进行动画模拟时，其除了能够可视化地展示仿真模型信息中的各个模型元素所对应的执行机构及其连接关系以外，还可视化地展示各个执行机构的空间上的相对位置，以及可视化地展示在行为仿真中各个执行机构的位置、形态的变化状态等等。
56.模拟结果可以用于指示在模拟设备203在基于行为仿真进行动画模拟时的执行机构的运行状态参数，可以理解的是，对于舞台控制系统进行的不同的动画模拟，模拟结果往往是不相同的。仍以前述的配置设备201进行的行为仿真驱动电机驱动舞台控制系统的驱动舞台升降进行仿真，则对应地，在模拟设备203所进行的动画模拟中，展示则可以是驱动电机驱动舞台升降的3d动画过程，并随着行为仿真的过程更新，模拟结果则可以是在动画模拟中驱动电机的转速、舞台上升的距离、下降的距离、驱动电机的编码器参数等等。
57.例如，在一些实施例中，模拟设备203上安装的动画模拟软件可以是mcd软件，能够有效地进行动画模拟，并输出对应的模拟结果，使得本公开实施例中的舞台仿真系统对舞台控制系统的仿真的可视性效果更好。
58.在一些可选的实施例中，所述模拟设备203还用于，将所述模拟结果通过所述配置设备201和所述连接设备202反馈给所述控制单元100，以使所述控制单元100根据所述模拟结果对所述第一控制指令进行调整。
59.基于此，能够实现模拟设备203将模拟结果向控制单元100的反馈，从而实现控制单元100基于模拟结果对第一控制指令进行适应性调整，使得本公开实施例中的舞台仿真系统在进行行为仿真时准确性和灵活性更好，也便于工作人员基于模拟结果改变仿真策略，从而更加便于利用本舞台仿真系统进行舞台控制系统的仿真调试任务。
60.在一些可选的实施例中，模拟设备203与配置设备201可以通过共享内存的方式形成通信连接，这样更便于模拟设备203同步配置设备的行为仿真并进行动画模拟，模拟设备203也可以更方便地将模拟结果提供给配置设备201，以更方便地通过配置设备201和连接设备202将模拟结果反馈给控制单元100，进而使得仿真单元200的行为仿真可视性更好，仿真效果也更佳。尤其是在模拟设备203安装有3d动画模拟软件(例如mcd软件)，配置设备201安装有仿真软件(例如simit仿真软件)时，采用共享内存的方式完成两者的通信连接，效率更高。
61.在一些可选的实施例中，模拟设备203可以与配置设备201集成于一台计算机设备上，只要能满足需求即可。
62.由于在舞台控制系统中，为了保证在演出活动时能够不出失误或差错，一般会在现场布置多种备选方案来保证舞台控制系统的控制功能正常，例如，在现场除了用于控制舞台控制系统的执行机构进行动作的控制器(为便于描述，将之称为第一控制器)以外，还一般配置有一个或者多个冗余的控制器，该冗余的控制器与前面所说的第一控制器本质并无区别，同时向执行机构发送控制指令，但执行机构在接收到多个控制指令时，优先响应第一控制器的控制指令进行动作，而在响应了第一控制器的控制指令后，不再响应其余冗余的控制器发出的控制指令，除非第一控制器出现故障而导致不可用，则执行机构响应冗余的控制器发出的控制指令以保证能够正常地工作。
63.在一些可选的实施例中，本公开实施例中的舞台仿真系统，对于这种情况针对性地进行仿真，参照图4，所述舞台仿真系统还包括：冗余控制单元300，所述冗余控制单元300与所述仿真单元200相连接；所述冗余控制单元300用于，向所述仿真单元200发送第二控制指令，以使所述仿真单元200在所述控制单元100处于故障状态时基于所述仿真模型信息和所述第二控制指令进行所述行为仿真。基于此，这样更能保证对舞台控制系统进行仿真调试的效果，便于使得后续舞台控制系统组建之后正式运行时的无故障和稳定运行。
64.具体地，冗余控制单元300和控制单元100可以包括相同类型的plc，或者也可以是不同类型的plc，在此不进行限制，冗余控制单元300和控制单元100彼此互不干扰地向仿真单元200发送控制指令。另外，在仿真单元200包括有模拟设备203时，模拟设备203也可以将模拟结果通过配置设备201和连接设备202反馈给冗余控制单元300，以使冗余控制单元100可以在控制单元100处于故障状态而不可用时，根据模拟结果对第二控制指令进行调整，从而使仿真单元200更好地基于仿真模型信息和第二控制指令进行行为仿真。
65.由于在舞台控制系统中，为了保证在演出活动时能够不出失误或差错，一般会在现场布置多种备选方案来保证舞台控制系统的控制功能正常，除了上面布置冗余的控制器的方式以外，还可以设置由工作人员手动控制的方式，可以由工作人员直接向执行机构发送控制指令，当执行机构在接收到工作人员手动发出的控制指令时，响应该控制指令进行动作。
66.在一些可选的实施例中，本公开实施例中的舞台仿真系统，对于这种情况针对性地进行仿真，参照图5，所述舞台仿真系统还包括：手动控制单元400，所述手动控制单元400与所述仿真单元200相连接；所述手动控制单元400用于，响应于外界的触发操作向所述仿真单元200发送第三控制指令，以使所述仿真单元200在所述控制单元200处于故障状态时基于所述仿真模型信息和所述第三控制指令进行所述行为仿真。基于此，这样更能保证对舞台控制系统进行仿真调试的效果，便于使得后续舞台控制系统组建之后正式运行时的无故障和稳定运行。
67.具体地，手动控制单元400发出第三控制指令的方式，可以包括遥控控制、按键控制中的至少之一，或者也可以有语音控制、手势控制等等(即触发操作可以是由外界遥控擦触发操作、按键触发操作、语音触发操作、手势触发操作等等)，本公开实施例中对此不进行限制。
68.可选地，当存在手动控制单元400时，仿真单元200在接收到手动控制单元400发出的第三控制指令时，可以优先响应第三控制指令进行所述行为仿真。一般来说在实际中，为保证工作人员对舞台控制系统的执行机构的动作按照现场的实际需要进行有效地把控，执
行机构会优先响应工作人员的手动控制，因此本公开实施例中舞台仿真系统，仿真单元200可以优先响应第三控制指令，使得对舞台控制系统进行仿真调试时充分与实际的舞台控制系统中的手动控制相匹配，保证对舞台控制系统的仿真调试效果，便于使得后续舞台控制系统组建之后正式运行时的无故障和稳定运行。
69.以一个便于理解的示例进行说明，手动控制单元400为一个按键模块，按键模块上对应设置有多个可触发按键，分别对应于行为仿真时驱动电机对舞台升降进行驱动的状态(例如启动、停止、上升、下降等)和位置(例如高度不同的位置1、位置2、位置3、位置4等)，当工作人员触发对应的按键时，手动控制单元400向仿真单元200发送相应的第三控制指令，以使仿真单元200基于仿真模型信息和该第三控制指令进行对应的行为仿真，当然这仅作为示例而不作为对本公开实施例中的任何限制。
70.为了使本公开实施例中的舞台仿真系统在行为仿真时更加贴近于实际的舞台控制系统以得到更好的仿真调试效果，本公开实施例中对于一些常用的执行机构的功能进行针对性地仿真。在一些可选的实施例中，所述仿真模型信息至少由第一执行机构所对应的模型元素，以及，备用执行机构所对应的模型元素和/或从动执行机构所对应的模型元素所构建；其中，所述第一执行机构被构造为，基于第一控制指令执行第一动作；所述备用执行机构被构造为，在所述第一执行机构不可用时，替代所述第一执行机构基于第一控制指令执行所述第一动作；所述从动执行机构被构造为，在所述第一执行机构基于第一控制指令执行第一动作时，与所述第一执行机构同步执行第二动作。
71.具体地，本公开实施例中，对于舞台控制系统而言，备用执行机构可以作为第一执行机构的备用或冗余，以第一执行机构是驱动舞台上升和下降的驱动电机为例，则备用执行机构可以是能够替换第一执行机构驱动舞台上升和下降的另一驱动电机，在第一执行机构出现故障不可用时，可以立即切换备用执行机构以使其发挥第一执行机构的作用，基于舞台控制系统的控制器发送的第一控制指令完成驱动舞台上升和下降的作用。因此本公开实施例中的仿真单元200配置的仿真模型信息由第一执行机构所对应的模型元素和备用执行机构所对应的模型元素所构建而进行行为仿真时，能够对舞台控制系统的这种组成情况进行针对性的仿真调试，以保证对舞台控制系统的仿真效果，便于使得后续舞台控制系统组建之后正式运行时的无故障和稳定运行。
72.例如在一些示例中，第一执行机构和备用执行机构可以运用同一编码器的反馈值来基于第一控制指令进行第一动作，完成切换功能。本公开实施例中的舞台仿真系统对这种情况进行针对性的仿真调试时，也可以在仿真单元200侧配置不同类型的编码器(例如增量编码器、绝对值编码器等)所对应的模型元素来构建仿真模型信息，工作人员可以灵活进行选择，使得舞台仿真系统的进行的行为仿真对舞台控制系统的选型和搭建提供有益的参考。可以理解的是，这仅作为示例而不作为对本公开实施例中的任何限制。
73.具体地，本公开实施例中，对于舞台控制系统而言，从动执行机构可以作为第一执行机构的从动机构，以第一执行机构是驱动舞台上升和下降的驱动电机为例，则从动执行机构可以是与第一执行机构共同完成驱动舞台上升和下降任务的另一驱动电机(当然这是一个示例，对于这种情况而言从动执行机构也可以是除驱动电机以外的其他机构)，在驱动该从动执行机构时，当第一执行机构基于舞台控制系统的控制器发送的第一控制指令进行第一动作时，从动控制机构就可以跟随第一执行机构自动同步进行第二动作，以完成第一
执行机构与从动控制机构的协同驱动舞台上升和下降的作用。因此本公开实施例中的仿真单元200配置的仿真模型信息由第一执行机构所对应的模型元素和从动执行机构所对应的模型元素所构建而进行行为仿真时，能够对舞台控制系统的这种组成情况进行针对性的仿真调试，以保证对舞台控制系统的仿真效果，便于使得后续舞台控制系统组建之后正式运行时的无故障和稳定运行。
74.可以理解的是，第一动作和第二动作可以是相同类型的动作，也可以是不同类型的动作。举例来说，以第一执行机构和备用执行机构都是驱动电机，且第一动作和第二动作是相同类型的动作为例，则第一动作和第二动作可以都是电机轴旋转动作(可以理解的是，这种情况下也即第一执行机构和从动执行机构两轴同步的功能)。当然这仅作为简单的示例，而不作为对本公开实施例中的任何限制。
75.当然，对于本公开实施例中的仿真单元200配置的仿真模型信息由第一执行机构所对应的模型元素、备用执行机构和从动执行机构所对应的模型元素所构建而进行行为仿真时，能够对舞台控制系统的这种对应的组成情况进行针对性的仿真调试，以保证对舞台控制系统的仿真效果。
76.在一些可选的实施例中，本公开实施例中的舞台仿真系统还对舞台控制系统的急停进行针对性仿真调试，以保证对舞台控制系统的仿真效果。
77.下面结合本公开实施例中的舞台仿真系统对舞台控制系统进行仿真调试的一些例子对上面的舞台仿真系统进行示例性说明，应当理解，其并不作为对本公开实施例中的任何限制。
78.在一种示例性的情景中，舞台仿真系统的控制单元100采用plc，通过profinet网络与仿真单元200的连接设备202连接，该连接设备202可以是一个硬件模块，例如称为simit unit，控制单元100的plc的各io分别连接于连接设备202的不同通信接口，该连接设备202与安装有simit仿真软件的配置设备201通信耦合进行数据的交互，配置设备201的simit仿真软件可以由工作人员预先建立由舞台控制系统的各个执行机构所对应的模型元素构建的仿真模型信息，控制单元100的plc通过连接设备202向配置设备201发送第一控制指令，配置设备201的simit仿真软件响应于第一控制指令，并基于第一控制指令和仿真模型信息舞台控制系统的行为仿真，该行为仿真完全可以完全还原实际中的舞台控制系统的执行机构在基于第一控制指令运行时的电气行为和机械行为，通过连接设备202向控制单元100输出仿真过程信息。
79.此外，仿真单元200的模拟设备203与配置设备201通过共享内存的方式形成通信连接，其安装有mcd动画模拟软件，其内部建立有舞台控制系统的3d动画模型，在仿真单元200进行行为仿真时，模拟设备203的mcd动画模拟软件基于行为仿真利用3d动画模型进行动画模拟，并在动画模拟的过程中记录模拟结果，之后将模拟结果通过配置设备201和连接设备202发送给控制单元100，以便于控制单元100基于模拟结果对第一控制指令进行调整，以便于更好地对舞台控制系统进行仿真调试。
80.此外，在控制单元100向向仿真单元200发送第一控制指令的同时，冗余控制单元300向仿真单元200发送第二控制指令(例如冗余控制单元300通过连接设备202向配置设备201发送第二控制指令)，而当控制单元100发生故障而不可用时，仿真单元200基于仿真模型信息和第二控制指令进行行为仿真。
81.此外，当工作人员通过触发操作，手动控制单元400以向仿真单元200发送第三控制指令(例如手动控制单元400通过连接设备202向配置设备201发送第三控制指令)，仿真单元200基于仿真模型信息和第三控制指令进行行为仿真。
82.在以上示例性的情景中，舞台仿真系统所进行的行为仿真均可以有第一执行机构、备用执行机构和从动执行机构的行为仿真，以实现第一执行机构和备用执行机构的替代动作，即备用执行机构在第一执行机构不可用时替代第一执行机构基于第一控制指令执行第一动作，以及，第一执行机构和从动执行机构的同步协同动作，即从动执行机构在第一执行机构基于第一控制指令执行第一动作时与第一执行机构同步执行第二动作。
83.当然，本公开实施例中的舞台仿真系统的应用还可以有更多拓展，在此不进行限制。
84.可以理解的是，以上内容仅为本公开实施例中的一些示例性实施例，并仅用于便于理解地说明本公开实施例中的舞台仿真系统，并不作为对本公开实施例中的任何限制。
85.综合以上内容可以看出，本公开实施例中的舞台仿真系统中，由于其控制单元可以向仿真单元发送第一控制指令，仿真单元能基于仿真模型信息和第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息，且仿真过程信息用于指示执行机构在基于第一控制指令运行时的运行状态，基于此，本公开实施例中可以对舞台控制系统中的执行机构的行为进行有效地仿真，并可以让工作人员通过行为仿真输出的仿真过程信息得知舞台控制系统中执行机构在实际按照第一控制指令下运行时的运行状态，因此这样也就能够完成对舞台控制系统的调试工作，而无需将舞台控制系统的各个设备(即执行机构)进行整体安装，也从而避免了舞台控制系统的各个设备体积大、重量大、整体安装时间较长、并且现场的调试环境苛刻而导致进行调试时十分麻烦的问题，从而有效地解决舞台控制系统的可靠性验证和前期调试问题，有效提高舞台控制系统的安全性能。
86.另外可以看出的是，本公开实施例中的舞台仿真系统也具备较强的复用性，其也可以被适用于除舞台控制系统以外的控制系统的行为仿真调试方面，因此本公开实施例中的舞台仿真系统对于解决其他其他控制系统可靠性验证和前期调试问题，也提供了一定程度的参考。
87.基于与本公开实施例中的舞台仿真系统的同一发明构思，根据本公开实施例中的第二方面，参照图6的流程图，还提供了一种舞台仿真方法，用于仿真单元200，所述仿真单元200与控制单元100相连接，所述仿真单元200被配置有由舞台控制系统中的至少部分执行机构的模型元素构建的仿真模型信息，所述舞台仿真方法包括步骤s102和s104，具体地：
88.s102：接收所述控制单元100发送的第一控制指令。
89.s104：基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息。
90.其中，所述仿真过程信息用于指示所述执行机构在基于所述第一控制指令运行时的运行状态。
91.基于与本公开实施例中的舞台仿真系统的同一发明构思，根据本公开实施例中的第三方面，还提供了一种舞台仿真方法，用于控制单元100，所述控制单元100与仿真单元200相连接，所述仿真单元200被配置有由舞台控制系统中的至少部分执行机构的模型元素构建的仿真模型信息，所述舞台仿真方法包括：
92.向所述仿真单元200发送第一控制指令，以使所述仿真单元200基于所述仿真模型信息和所述第一控制指令进行行为仿真，并输出仿真过程信息；其中，所述仿真过程信息用于指示所述执行机构在基于所述第一控制指令运行时的运行状态。
93.对于本公开实施例中的分别应用于控制单元100以及仿真单元200的舞台仿真方法的实施例而言，其基本相似于上述舞台仿真系统的实施例，所以描述的比较简单，所具有的有益效果也与上述的舞台控制系统的各可选的实施例相同，因此相关之处参见上述舞台仿真系统的实施例的部分说明即可，在此不再进行赘述。
94.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
95.应当理解，在本公开实施例中所使用的类似于“第一”、“第二”、“第一”或“第二”的表述可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将部件与其它部件区分开的目的。
96.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。