Real-Time Workshop实时仿真研究与应用

MATLAB通过组件Simulink提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,可以在控制领域中建模并运行仿真,却缺少实时仿真支持。MATLAB工具Real-Time Workshop可以从图形模型生成ANSIC源代码,下载此代码在实时操作系统中运行可以实现实时仿真,但是目前市场上的实时操作系统在开发工具、用户界面等方面存在诸多不足。RTX扩展Windows在提供实时性的同时又可以利用Windows丰富系统资源。利用Real-Time Workshop产生C代码,把要求实时性的代码分离出来放在RTX实时子环境下运行,可以实现实时仿真。实验验证了此方法有较好的实时性。

利用C-API的基于RTW实时仿真系统在线调参

针对外部模式不足,基于实时工作箱(RTW)实时仿真系统,采用访问C文件应用程序接口(C-API),修改主程序并访问model_pt.c文件中的参数信息,可在线调整参数。其过程是:内嵌参数、生成model_pt.c文件、访问参数结构,并在目标机端主程序的仿真循环中添加代码接收数据包并解析得到参数序号和新值。

RTW技术在网络远程闭环控制系统中的应用

针对Matlab/RTW对硬件编程能力的不足,基于网络远程闭环控制系统,采用C-MEX函数编写硬件驱动程序,经过编译后生成DLL文件,在Simulink中使用S函数调用DLL文件,达到扩展Matlab对硬件编程的能力,使用RTW工具箱生成的C代码并下载到基于ARM技术的网络远程控制器和现场控制器中实现实时远程在线控制,取得了预期的控制效果。

基于RTW的非线性水箱液位自适应控制系统

以HUATEC A3000高级过程控制实验系统中的一类非线性液位水箱系统作为被控对象进行建模,推导了对该非线性对象进行控制的基于梯度法的模型参考自适应控制算法并仿真。应用基于RTW的快速原型化开发工具,实现了算法验证并且进行了实时控制。证明该算法的有效性,并且具有较好的非线性控制性能,可以随工作点的变化自适应控制参数。

基于RTW和VxWorks的无人机仿真系统设计与实现

应用RTW自动代码生成技术,设计开发了基于VxWorks的无人机嵌入式实时仿真系统;首先,在给出仿真系统结构及功能需求的基础之上,建立了系统的Simulink模型,增加了人机交互功能;然后,使用RTW代码自动生成技术生成实时仿真程序,通过以太网下载到Pentium4目标机中,并实时运行;最后,将半物理实时仿真与全数字仿真进行对比分析,验证了该仿真系统的正确性;系统以1kHz解算时CPU占用率小于35%,说明其具有良好的实时性。

基于RTW和嵌入式操作系统VxWorks的飞控系统半物理仿真实现

提出一个飞控系统半物理仿真方案。仿真系统基于嵌入式实时操作系统 Vx Works,使用RTW工具箱将飞机的 Simulink仿真模型下载到 PC10 4计算机平台 ,提高了半物理仿真的效率和可靠性。设计开发支持 PC10 4嵌入式计算机的 Vx Works板载支持包 ,研究 RTW的代码生成过程 。

基于RTW的空间矢量脉宽调制的DSP控制系统

针对控制器快速原型化的设计概念,提出了基于实时代码生成工具(RTW)的空间矢量脉宽调制的数字信号处理器(DSP)控制系统的设计方法。基于七段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法与Matlab/Simulink工具箱建立了系统的算法模型,实现了从模型到实时代码的转换。基于Matlab F2812 eZdsp子模块生成的代码使DSP通用定时器工作在连续递增/递减计数模式,通过CCS软件编译、下载移植可执行文件到TMS320F2812 DSP目标板上实现了在线实时仿真调试与验证。研究结果表明,该设计方法实现了工程开发从算法设计到最终实现的所有阶段,提高了产品开发效率,降低了成本。

基于Matlab和Vx Works的无人机飞控系统半物理仿真平台研究

介绍了一种新的基于Matlab/RTW(RealTimeWorkshop)和VxWorks实时操作系统的仿真方法,构建了基于Simulink的某型无人机飞控系统仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了半物理仿真平台的研制。通过使用该平台对某型无人机飞控系统进行了大量的实时半物理仿真,优化了控制律。

微电网中电能质量问题及解决策略

介绍了微电网的电能质量问题及新型有源电力滤波器(APF)的控制原理,利用Matlab实时代码工具箱RTW建立了新型APF的仿真模型,通过该模型自动生成C语言代码,并将该代码实际应用于微电网系统内实际运行,验证了新型APF的控制原理;结果表明将该APF应用于微电网对微电网电能质量的改善具有较大的积极作用。

基于Matlab的复杂控制系统软件开发

引入Windows实时操作系统,提出一种基于Matlab的复杂控制系统软件开发方法。研究Matlab/RTW自动生成代码到目标软件应用过程中代码的提取、修改和移植等关键技术,实现复杂控制系统从全数字仿真到半物理仿真,再到产品级嵌入式控制软件的一体化开发流程。某微型涡轮发动机电子控制器的仿真结果验证了该开发方法的可靠性和高效性。

基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发

由于汽车电子实时控制软件的传统开发模式存在开发难度大、控制算法维护成本高、调试和测试难度大、硬件依赖性强等缺点,介绍代码自动生成技术和快速原型开发理论,提出基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发模式,然后比较该模式与传统开发模式并分析其优势.利用Matlab的实时工作间(Real-Time Workshop,RTW)平台举例分析自动代码生成的实时嵌入式软件架构,指出目前该模式存在平台、功能和性能等限制,并基于RTW平台提出基于代码自动生成技术的二次开发技术.新的开发模式弥补代码自动生成技术的不足,大大缩短汽车电子实时控制软件的开发周期,提高自动代码在该领域的实用性.

基于TMS320DM642/Matlab的实时图像处理系统设计

随着图像处理算法的日益完善,对图像处理系统的要求也越来越高。以DSPTMS320DM642为核心,设计一种实时图像处理系统。给出系统的输入输出以及数据处理部分的硬件设计,并根据该系统给出利用Matlab软件的实时工具箱RTW(Real-Time Workshop)创建CCS工程并直接生成C语言代码的方法,以缩短调试开发系统的周期。

基于Simulink的嵌入式网络化控制仿真实现

实现了基于Simulink/Real-Time Workshop(RTW)的嵌入式网络化控制仿真系统,构建了以ARM7TDMI型CPU为核,运行uClinux操作系统的嵌入式平台。建立了广域网范围的网络环境,通过延时测量实验获得了网络延时统计特性,并针对该网络环境下的分布式控制系统的前向通道和反馈通道分别提出了延时补偿方法。同时系统还为用户提供了离线仿真,和通过网络在线指导现场控制的网络远程监控功能。最后以直流电机为被控对象,在广域网环境下进行了网络化控制系统实验,验证了该系统的有效性。

基于VxWorks的无人机半物理仿真研究

为满足无人机飞控/导航控制律参数调节的需要,提出了新的基于MATLAB/Simulink/RTW和嵌入式实时操作系统VxWorks的无人机半物理仿真方法。建立无人机仿真模型,给出了仿真模型配置的关键技术。该系统的硬件平台采用PC/104总线的体系结构,利用RTW接口下载飞机数学模型到VxWorks操作系统。仿真结果表明,系统具有良好的性能和稳定性。

基于xPC Target的机械臂控制系统开发

介绍了控制系统的快速控制原型化设计方法以及xPC目标环境,然后基于xPC目标环境和Mathworks公司的Matlab RTW(real-time workshop,实时工作间),Simulink,Stateflow等工具开发了一个机械臂的控制系统。实验结果表明,该软件系统能够很好地控制机械臂抓取目标物体。

基于Matlab和Visual Basic仿真软件开发

Matlab/Simulink是功能强大的建模仿真工具,Visual Basic语言具有很好的图形界面功能。充分发挥两者各自的优势,可以迅速便捷的开发仿真软件。应用Matlab/Simulink建立过程动态模型,通过Matlab的Real-Time Workshop将模型文件转化为Visual C++工程,在此基础上做二次开发并将VC工程编译成可执行程序,与Visual Basic实现交互,实现仿真软件的开发。

基于RTLinux的半物理实时仿真平台研究

在飞控计算机应用到无人机上之前,需要对其进行较为全面的仿真测试。文中开发了用于对飞控计算机进行全面测试的基于嵌入式操作系统RTLinux及仿真工具软件Matlab的半物理仿真系统,并进行了调试。建立了基于Simulink的某型无人机飞控系统仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码,在线调整模型参数并监视仿真数据。最后的仿真结果表明此半物理仿真系统可真实可靠地反映无人机的飞行过程。

基于MATLAB/Simulink平台下TI C2000 DSP代码的自动生成

针对传统的DSP代码开发周期较长、效率低等缺点,详细介绍了一种快速、高效的DSP代码开发流程。利用MAT-LAB、S imu link、Real-Tim e W orkshop、DSP B locksets工具箱和TI公司的开发工具CCS IDE,在S imu link环境下,用图形化的方式设计DSP程序,实现代码的自动生成。完成了DSP系统设计到实施的无缝集成,缩短了开发周期。利用该方法所设计的直流力矩电机控制系统已在TMS320F2812开发板上顺利运行。

一种快速构建/替换模型的通用实时仿真系统

提出一种综合运用实时工具箱(RTW)与Windows实时扩展子系统(RTX)构建实时仿真系统的方案。采用实时动态链接库(RtDll)形式封装由RTW生成的模型代码,实现由成熟软件快速建模并由自定义VC工程快速封装的模型。根据仿真过程设计可动态加/卸载仿真模型的仿真引擎,兼顾模型与引擎的解耦和实时交互,实现模型输入输出信息的及时传递和模型参数的在线调整。该系统在运行结果与Simulink一致的同时提高了仿真实时性,适用于快速建模与实时仿真实验。

基于Matlab的电液微小数字阀测试平台

给出了微小数字阀的测试平台,介绍了测试平台的原理及组成模块,MATLAB/Simulink环境下信号采集建模及参数设置,实验结果表明,基于BNC2090数据采集系统的测试平台,在步进电机的分级连续跟踪控制方法下,能够快速、方便地测出阀心的运动特性。