基于Real-Time Windows Target状态观测器的实验开发

在Matlab/Simulink中应用Real-Time Windows Target模块重构状态观测器的实时仿真模型,采用该方法开发的实验系统既便于实现,又能和实际物理系统良好对接,有利于学生掌握状态观测器的相关知识和促进对Matlab的了解和应用。给出的应用实例验证了方法的可行性。

基于实时Windows目标的快速原型技术

为了避免传统开发中的重复设计,缩短产品开发周期,降低生产成本,提出一种基于实时Windows目标快速控制原型平台的单机版方案,将Simulink创建的仿真模型自动生成代码下载到实时内核中运行,驱动外部设备,实现对真实被控对象的实时控制。在分析了任务定时和I/O接口之后,结合基于现场总线的一类网络化串级控制系统实例给出了实时仿真系统的开发流程和控制方法。实时仿真测试结果表明,相对于传统的控制设计,平台在实时处理能力、可扩展性和稳定性等方面都有比较明显的优势。

基于Matlab/xPC Target的实时仿真系统研究

利用Matlab RTW和xPC Target提供的实时仿真功能,可以完成某些实物在回路中的仿真。采用该种方式与传统方式相比,具有系统组建方便,成本低,开发周期短等特点。主要讨论了其实现方式和开发流程,并将其应用到弹载计算机仿真评估系统的设计中。

利用RTW和数据采集卡实现随动系统实验平台

在计算机控制的随动系统实验平台下,提出了通过数据采集卡在Matlab/Simulink环境下用RTW（real time windows target）实时仿真工具箱对随动系统速度反馈、位置反馈精确地实时检测的方案,实现了位置环的有效控制,并且实现了良好的定位功能。其控制器的结构简单可见,控制效果可与专用控制卡相媲美,该方法可以缩短开发周期,节省开发费用,丰富了电气工程及自动化专业学生综合性实验内容,加深了学生对随动系统和伺服控制的理解,完全能满足课程的教学需要。

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RTWT的汽车主动式油门踏板试验台

为了设计开发一套基于RTWT的主动式油门踏板试验台,首先进行了机械执行装置的机械原理设计及传动参数优化设计;然后利用快速控制原型技术,基于MATLAB/RTWT设计开发了电子控制系统硬件及控制程序;最后通过实验测试了试验台的力反馈和刚度反馈功能。结果表明该试验台具有较好的可靠性与有效性。

基于RTWT平台的控制力矩陀螺LQR方法研究

控制力矩陀螺是一种常用的航天器的执行机构,广泛应用于卫星、空间站中.为了掌握控制力矩陀螺的原理,针对控制力矩陀螺Model750装置组成进行了介绍,为该装置建立了近似的数学模型,基于RTWT实验系统平台及线性二次型调节器为其设计了最优控制器,并且设计了控制器参数,进行实物控制验证,得到的曲线说明了控制器的有效性.

基于RTWT的汽车电子节气门半实物仿真平台

本文基于Mathworks公司的Matlab/RTWT和研华公司的PCI-1711数据采集板卡,对汽车电子节气门(ETCS)半实物系统实时仿真平台进行了开发。文中描述了该系统的组成和软硬件设计原理,最后通过PID控制器实现了系统闭环控制,并获得了满意的控制效果。这样的控制实验平台不仅可以为学生在学习经典控制论过程中对控制器综合环节进行训练,而且还可为研发机构提供电子节气门控制算法快速原型研发的参考。

四旋翼无人机可视化半实物仿真平台研究

四旋翼无人机的飞行控制是当前无人机研究领域的一个热点,目前的控制设计多采用MATLAB/Simulink进行数值仿真验证,仿真环境中较少考虑机载设备的作用。而在无人机原型开发过程中,又多采用现场调试的方法,不易快速更改控制算法及参数。为提高飞行控制算法开发时的效率,设计并实现了一种四旋翼无人机可视化半实物仿真平台。利用MATLAB实时视窗系统搭建了平台的主框架,将四旋翼无人机的惯性导航传感器及电机控制系统融入平台之中。并且利用了开源飞行模拟软件FlightGear,及对虚拟地球仪软件Google Earth的二次开发,为仿真平台增添了无人机位置、姿态以及航迹的三维可视化显示功能。实验结果表明,该平台运行稳定可靠。

用滑动窗多项式拟合法实时预测运动目标轨迹

提出了滑动窗多项式拟合数学模型。该模型用多项式拟合法处理一段目标位置历史数据序列,计算目标未来时刻位置,并随时刻推移不断更新目标数据,实现了实时预测。该模型误差小且稳定,克服了一般拟合预测中误差随时间推移增大的缺点。仿真结果说明,该方法参数固定、计算量小、速度快、精度高,利于实时预测跟踪。

摆振疲劳试验机伺服系统模糊PID控制半实物仿真研究

对于正在研制的用于弹性轴类零件试验的30000NM扭矩液压伺服摆振试验机,其传动系统的数学建模较为复杂,且被试验零件特性不确定且变化范围较大,致使系统精确的数学模型无法建立。为了保证实际设计过程中控制算法的有效性,采用模糊PID控制算法。利用Simulink/Real-Time Windows Target工具箱,直接在试验机物理硬件上建立了基于现场仪器的实时数字仿真模型,方便而快速得到试验结果。实现了对液压伺服摆振试验机的快速半实物仿真,并快速验证了算法的有效性,提高控制系统的设计效率。

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.

基于实时视窗目标的汽车测控系统的开发

针对Windows和DOS操作系统下实现实时数据采集与处理的困难,研究了采用Matlab的实时视窗目标工具箱设计汽车测控系统的方法,利用Matlab/Simulink的图形化建模方法,可以同时进行模拟量和数字量的输入和输出等基本任务,还可以完成复杂的实时数据处理,并进行实时数据可视化.重点对于单步长多状态输出这个关键问题,提出了多任务、修改生成C语言源代码和设置模块优先级三种方案.应用所述方法设计了一个汽车电动转向装置测控系统,试验结果表明本方法具有效率高,功能强和易于掌握等特点.

基于MATLAB实时视窗目标的实时仿真系统设计

在控制系统的设计开发中,传统的开发过程已不能满足市场对产品的快速性和多样性要求,该文提供了一种实现控制系统快速原型开发和实时仿真的新方法。其基本思路是将实时仿真的方法应用于控制系统的开发过程,使控制系统设计、实现、测试和生产准备过程同时进行,以实现产品的快速原型开发。该文中详细介绍了基于MATLAB实时视窗目标的实时仿真系统的构建,并且进一步深入分析了该系统的体系结构和实时机制,最终结合实例给出了相应的实时仿真的开发流程和控制方式。

基于Matlab的自动变速器电控单元快速控制原型设计

利用图形建模方法和快速控制原型技术对机械式自动变速器(AMT)电控单元进行开发设计。首先,用matlab的simulink模块建立适合于快速控制原型的AMT电控单元的仿真模型,其次,通过编写S函数建立S函数模块实现AMT仿真模型与实物之间的IO接口,最后,利用matlab自身集成的Real-Time Workshop和Real-Time Windows Target工具实现对AMT电控单元快速控制原型开发。

MATLAB的单机型实时仿真系统的扩展与讨论

MATLAB下的实时视窗目标工具箱能够在一台运行Windows操作系统的微机上执行实时任务,可用于对自动控制系统进行实时仿真分析,但是此功能受限于其驱动程序。针对此问题,讨论了开发实时视窗目标工具箱驱动程序的关键问题,包括寄存器的访问和程序调试,提出了两种方法:(1)在实时视窗目标环境下借助于驱动程序的输出函数mdlOutputs;(2)利用xPC目标工具箱环境。在三台计算机上进行了不同的实验,实验结果表明所提出的方法能够正确地显示中间结果;采用开发的PCI-8360A模拟量输入驱动程序采集15路模拟量信号,结果表明实时视窗目标驱动程序在一定条件下可以和xPC目标驱动程序兼容,实时视窗目标的采样时间为0.18ms要小于xPC目标的采样时间0.3ms,这为实时视窗目标的扩展应用提供了新的思路。

实时倒立摆系统的设计与实现

为了克服商业倒立摆存在通用性差,不便于改装升级,不利于新的控制算法探索和研究等问题,一种实时倒立摆系统被设计和实现。系统硬件采用PC机+运动控制器方式;软件采用Real-Time Windows Target方式,使用SIMULINKC MEX S函数在PC机上开发了设备驱动模块,并通驱动模块构成实时倒立摆控制系统。实验结果表明,该系统通用性能高,倒立摆系统的软件和硬件参数完全已知,无任何加密或者固化,便于改装和升级,也方便算法研究者进行算法设计和实现。

硬件在环仿真驱动程序的开发

针对用实时视窗目标工具箱进行硬件在环仿真中存在输入输出设备支持的局限性,研究了编写系统函数,开发驱动程序的方法,以解决计算机输入输出设备的支持性问题。在分析驱动程序的基本原理与结构的基础上,对寄存器操作、基地址寻找等关键问题提出了解决方案,并开发了PCI-8360A的驱动程序。分别在一台IPC-610H工控机和一台方正个人计算机上进行了试验,八路A/D采样频率可以达到10kHz,信号能够实时显示,可长时间运行。实验结果表明,所提出的方法是有效的,开发的驱动程序稳定,并且具有可移植性能。

过程控制装置开放式软件平台的研制

为克服系统软件封闭、控制算法单一等不足 ,将过程控制装置进行了改进 ,建立了基于VisualC+ + 和Matlab平台下的开放式过程控制系统。介绍了两种开放式平台下的软件设计技术 ,并用所开发的软件在改进后的液位过程控制装置上进行了检验。控制结果表明 ,所研制的开放式系统能够满足设备实时控制要求。

基于C MEX S函数的实时视窗下硬件驱动

针对Matlab实时视窗仅支持某些国外知名厂商设备,而大量国产设备无法使用的情况,以研华板卡PCI1727U为硬件平台利用C MEX S函数编写了该卡的模拟量输出通道驱动程序。与xPC驱动程序不同,Matlab针对实时视窗没有提供相关硬件操作函数和驱动编写例程,实时视窗下驱动程序的编写大多依据摸索和测试。最后,以PCI1713作为辅助板卡对编写的驱动程序进行了测试,测试结果表明,实时视窗下编写的PCI1727U程序能把给定信号输出到试验系统,这为基于实时视窗的数据采集系统的进一步开发利用提供了理论基础和指导原则。