基于五轴转台的实时控制软件开发及实时性分析

1背景在现代军事和工业的各个领域中,仿真系统的应用越来越广泛。五轴转台的半实物仿真系统通过模拟实际情况的相关力学特征,为武器系统的研发和改进提供详实的数据资料。这种技术的应用不仅加快了新型武器的研制进度,还优化了系统设计,提高了武器系统的性能。本文针对五轴转台的半实物仿真系统在Windows系统环境下设计开发了一款实时控制软件。Windows系统为分时抢占式多任务系统,系统中运行的应用程序没有优先级概念,程序进程的执行很容易被其他进程打断。因此本文采用Windows+RTX的系统环境,RTX是Windows平台纯软件硬实时扩展子系统,能够与Windows系统完美融合,继承了Windows高效的内存管理机制、通用资源以及大量API,其进程运行时只消耗250KB内存,且不受Windows系统干扰,与其完全隔离,这样既保证了系统的实时性,又不会增加系统开发难度和影响系统软件适用性。

RTX技术及其在实时仿真系统中的应用

首先分析了仿真技术的发展对计算机操作系统提出的要求,在此基础上,重点介绍了在WindowNT系统平台下利用增加RTX(实时扩展软件包)来实现系统实时性的优点、体系结构及其实时特征分析,它是一个既能简化系统模型,又能达到系统需求的较优实现途径。最后阐述了RTX在实时仿真系统中的应用方法。

Windows实时扩展技术研究

Windows操作系统不能直接应用于实时领域。为此,从体系结构、基本系统策略、系统可靠性、实时应用程序开发难度和系统性能等方面,分析比较Windows实时扩展的2个典型产品——RTX和INtime。在此基础上,提出一种基于操作系统自适应域环境的Windows实时扩展方法。理论分析结果表明,该方法的灵活性、可靠性和可移植性优于目前常用方法。

基于VxWorks的SD卡驱动程序的设计与实现

为了提高嵌入式实时操作系统下驱动开发的可扩展性、可升级性,研究了基于VxWorks6.x实时操作系统的VxBus虚拟总线技术。采用XBD(extended block device)程序设计工具,作为连接设备驱动和VxWorks文件系统之间的接口,通过开发以XBD为接口的SD卡块设备驱动,表明了VxBus虚拟总线技术能够有效的对设备驱动进行管理,提高了VxWorks开发的性能,并且实现了对SD卡的MS-DOS FAT32文件系统加载。

基于VxWorks的PCI总线驱动设计

本文在结合嵌入式实时操作系统VxWorks和PCI总线的特点的基础上,介绍了PCI总线驱动设计的过程,并从充分应用VxWorks卓越的实时性和PCI总线灵活的扩展性的角度出发,给出了有一定工程参考价值的建议。

基于RTX和反射内存的红外景象投射系统实时性设计

红外景象投射是红外成像半实物仿真的关键技术,实时性是其重要性能指标。提出了一种红外景象投射系统设计方案,系统由红外图像生成和红外图像转换两部分组成。图像生成系统基于通用GPU实现,图像转换基于电阻阵列实现。根据仿真应用对像元规模和帧频的需求,采用反射内存网络实现图像数据传输和帧同步。通过红外图像帧周期测试,评估系统的实时性。测试结果表明,在Windows系统下红外图像生成帧周期不稳定,会出现随机性大幅度偏差。提出采用RTX的扩展的实时性设计,给出详细实现方案。试验结果表明:Windows系统中断响应的不确定性是影响图像帧频稳定的主要原因,基于RTX的实时性设计可以保证图像生成在帧同步控制下稳定地以200 Hz帧频运行。

风河全面升级VxWorks操作系统

风河系统公司日前宣布全面升级其商用级实时操作系统——VxWorks平台。最新的VxWorks 6．2基于风河实时系统架构，能够确保客户平滑地转向新设备的开发，同时还具有很多新的功能特性，包括端到端（end-to-end）安全性和系统可靠性的增强、更好的可扩展性、更多的硬件类型支持以及出色的单元整合及域测试（通过风河开发套件）等。

战术仿真系统中数据交互的实时性研究

实时性要求是分布式战术训练仿真时空一致性的基本要求。通过对战术训练仿真系统结构的分析,对仿真系统及各分系统节点分别提出了不同的实时性控制策略。对战术训练仿真系统来说主要是优化网络结构,并发送同步信号使各节点时钟同步,而对于各分系统节点来说主要是进行实时性改造使其时钟恒定。系统已投入使用,实践证明该系统运行稳定可靠。

基于RTX的工业机器人全软件关节位置伺服控制器的研究

针对WINDOWSNT弱实时的特性 ,对其内核进行了实时扩展 ,引入了强实时扩展软件RTX ,分析和测试其实时性能 ,并在基础上完成基于RTX的全软件的关节位置伺服控制。实验结果验证了在一台工业PC上 ,采用WINDOWSNT +RTX实时扩展 。

Trimble RTX技术综述

一、Trimble RTX技术简介 Trimble RTX（Real—Timee Xtended）实时差分扩展技术是Trimble新近开发的一种定位技术．它把多种创新技术结合在一起，使用户能在地球表面或靠近地球表面的任何地方进行厘米级实时定位，能够在不采用基准站、电台或网络参考站链接的情况下．实现从亚米到厘米精度的GNSS定位服务。

惯导车载试验系统软件设计与研究

为了提高车载惯导试验系统的通用性和易扩展性,使该平台能够对不同型号的惯导系统进行测试,文章设计与研究了一套新型的惯导车载试验系统;文章简要介绍了该系统的构成和硬件结构,根据系统特点选择Windows+RTX作为软件开发平台,阐述了该平台实时性与广泛的用户软件支持兼顾的特点,并根据平台结构将软件设计分为3部分,详细说明了3部分的实现方法;最终通过实例表明,通过这种软件平台搭建的系统与其他平台下系统相比,具有实时性强、算法运行可靠、结构紧凑、用户操作简单的特点。

手术辅助机器人的运动控制器设计

指在为颅颌面外科手术辅助机器人设计一个实时性好、可靠性高的运动控制器。该控制器以YASKAWA公司提供的MP2100运动控制卡、∑-V伺服驱动器和伺服电机为硬件核心,软件以Visual Studio为开发工具,在Windows平台上实现界面友好、使用简单的系统软件。设计中引入强实时扩展软件RTX,提高了Windows系统的实时性和可靠性。同时在实时子系统(RTSS,real-time subsystem)下实现对机器人的多线程多任务操作,控制系统的非实时部分和实时部分通过共享内存来通信。通过伺服轴的手动控制以及自动直线插补、圆弧插补等实验,验证了系统功能。

手术辅助机器人的运动控制器设计

系统硬件采用YASKAWA公司提供的MP2100运动控制卡、∑-V伺服驱动器和伺服电机,该控制卡通过PCI接口与工控机连接,控制卡与驱动器采用具有总线结构的MECHATROILINK-II连接。基于上述软、硬件基础,本文对该运动控制器的原型系统进行了研究,实现了运动控制的基本操作,如伺服轴的手动控制以及自动直线插补、圆弧插补等。最后对该原型系统进行了测试,并分析了存在的问题。

嵌入式实装软件虚拟运行环境研究

为使嵌入式实装软件的开发和调试脱离对特定硬件环境的依赖,提出了一种在通用计算机上构建嵌入式实装软件虚拟运行环境的方法。以基于VxWorks5.5开发的嵌入式实装软件为例,分析了虚拟运行环境的整体结构和各组件的设计思想,着重介绍了嵌入式实时操作系统内核虚拟、网络通信虚拟及单台计算机配置运行多个实装软件等核心技术问题。通过该虚拟运行环境在实装软件中的应用验证了其可行性。