基于LabVIEWd的xPC-Target人机界面的研究综述

针对实时仿真器x PC传统界面单一;难操作;不友好和不能独立脱离Simulink运行问题,本文分析基于Lab VIEW开发出一种能够解决以上问题的人机界面。探讨了x PC实时仿真平台界面的开发原理,分别对x PC的接口函数API、Lab VIEW的调用库函数节点和界面实现过程及原理进行详细分析,并且在C语言环境开发编写加载和释放API的DLL文件。最后Lab VIEW通过调用API构建x PC仿真平台实时控制功能的图形化界面,分析表明利用Lab VIEW开发的界面与x PC自带的传统界面相比,更友好,美观,易操作并能脱离MATLAB/Simulink运行,具有一定的工程实践意义。

xPC-target快速原型化技术综述

x PC-target是一个实时的内核系统,是由Mathworks公司基于RTW框架体系提供和发行的产品。本文首先介绍了x PC-target快速原型化技术,仔细分析了x PC-target快速原型化系统的组成结构,最后讲述了x PC-target API接口部分。结果表明x PC-target快速原型化技术有着很强的实用性。

汽车动力学HiL仿真实验平台的搭建及应用

为了便于汽车研发工作,减少开发周期,搭建了基于实时仿真系统x PC-Target的汽车动力学硬件在环仿真实验平台。根据高精度车辆动力学仿真软件ve DYNA的Light车辆模型构架,自主开发了红旗HQ430型轿车车辆模型,并嵌入了方向盘、油门踏板、制动踏板和51单片机等硬件实物。最后采用51单片机作为硬件控制器,设计了基于PID控制算法的车辆横摆稳定性控制策略。针对驾驶员在高速紧急转向、低附着路面连续转向和对开路面转向等极限工况,进行了硬件在环仿真实验。实验结果表明,该硬件在环实验平台可以反应汽车动力学特性,能够在线的验证横摆稳定性控制算法的实时性及有效性。

实时控制系统平台xPC与LabVIEW接口分析及应用

对实时控制系统平台xPC目标宿主机监控程序的设计问题进行了研究,建立了xPC目标与虚拟仪器软件设计工具的接口.依功能分类总结了xPC目标应用编程接口(API)函数在建立宿主机/目标机连接并对目标机进行监控最后退出系统过程中的应用.分析xPC目标与其他语言接口的条件,提取xPC目标运行所需的数据结构定义,数据类型映射,常量定义,动态链接库函数加载程序,并建立xPC目标平台与LabVIEW编程接口的动态链接库.探讨了在其他语言中使用xPC目标接口函数建立宿主机监控程序的过程.利用创建的动态链接库结合xPC目标接口函数在LabVIEW中实现了xPC目标宿主机监控程序的设计.

基于STM32的无刷直流电机控制器硬件电路设计及实验研究

以STM32F103C8T6为核心,设计了无刷直流电机控制器硬件电路。电路主要包括IR2310构成的PWM驱动电路、IRF3808构成的逆变电路、增量式旋转编码构成的速度反馈电路。控制器具有CAN和RS232通信接口,可与计算机或PLC构成速度或位置伺服系统。利用由xPC目标搭建的半实物仿真平台对PI参数进行整定。测试了控制器的速度伺服响应性能,给定速度为2 400 rpm时,控制器响应时间为0.32 s。实验结果表明,系统工作可靠,稳定性好,响应速度快,可以满足上肢康复机器人的机械臂速度控制性能要求。

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。

六自由度运动平台实时控制的正/反解算法

本文详细研究了六自由度运动平台的正解和反解 ,提出的正解算法具有算法简单、解算效率高和易于编程实现等优点 ,可应用于六自由度运动平台的实时控制中。本算法已经在MATLAB的Simulink中利用xPCTarget技术和模块编程的思想得到实现。最后 。

基于xPC目标的液压疲劳控制系统半实物实时仿真

系统仿真可分为物理仿真、数学仿真及物理-数学仿真(又称半物理仿真或半实物仿真)。对于被控对象工作环境恶劣的系统,宜采用半实物仿真。基于Matlab软件的xPC目标环境,具有交互直观,快速灵活,实时性与远程控制等许多优点。本文以液压疲劳试验机控制系统为例,介绍基于xPC目标的半实物实时仿真系统的设计及实现。

基于xPC的PMSM控制系统虚拟测试技术研究

全数字化永磁同步电动机(PMSM)控制系统有着数模混合控制无法比拟的优点,硬件电路简单可靠,且可以实现复杂控制算法提高控制性能。但数字控制器中的数字信号无法直接用示波器观察,为了解决这一问题,提出了基于xPC的虚拟测试技术实现PMSM控制系统的实时测试,测试系统采用TCP/IP网络通讯协议和CAN总线协议传输数据。试验表明,该方法能够彻底的解决全数字化PMSM控制系统信号实时测试的难题。

基于xPC和反射内存网的半实物仿真

为了实现仿真系统的快速原型化以及保证群设备间的强实时性通信问题,提出了基于"xPC目标+反射内存网"的解决方案.介绍了基于xPC目标的半实物仿真系统设计过程,解决了xPC目标环境下利用反射内存技术构建高速实时网络的关键技术问题,测试了单点xPC目标的实时性和多点xPC目标间的反射内存网实时性.在某末制导半实物仿真系统中的集成和试验,验证了基于"xPC目标+反射内存网"的半实物仿真系统的仿真实时性和仿真精度.

MATLAB环境下的单神经元自适应实时控制系统

利用神经元模型和自学习功能构成自适应PID控制器,在Matlab实时开发环境xPCTarget下建立液位实时控制系统。给出了单神经元自适应PID控制器的结构和控制算法,介绍了基于xPCTarget的快速原型设计方法,即通过拖拉Simulink模块搭建被控对象的实时原型,同时以神经元自适应PID控制器完成系统的实时控制。为检验控制效果还采用了PID控制器进行液位实时控制。最终结果表明:单神经元自适应控制能克服传统PID控制器不稳定的缺点,使系统具有较好的稳定性。

汽车发动机振动主动控制试验研究

为实现发动机振动的主动控制,建立了神经网络自适应控制模型。应用xPC目标构建了发动机振动自适应实时主动控制的硬件在环系统并进行了实车试验。分析了系统的控制效果,验证了控制器的跟踪性能。试验表明,应用神经网络自适应主动控制方法可以较好地控制发动机的振动。

构建基于XPC目标的实时仿真测试系统

利用MATLAB提供的Simulink、RTW (Real TimeWorkshop)、XPCTarget等工具箱及I/O硬件 ,可以很容易实现数学模型的建立、可执行程序的生成、宿主机—目标机的通信连接以及与外部实物的数据交换 ,构成基于双机模式的实时仿真测试系统 ,进行半实物仿真 ,来实现控制系统的快速原型化、硬件在回路中的测试、控制器的算法选择和参数优化、信号波形的跟踪显示等功能 .

基于LabWindows/CVI的xPC技术半实物仿真平台实时控制软件

提出了一种快捷的实时控制软件开发方法,利用Matlab中RTW工具包开发和调试实时控制软件的实时控制部分,在LabWindows/CVI开发环境下利用xPC中的API函数开发出软件人机界面,从而实现双机模式下实时控制软件的一体化开发。所构建的人机界面不仅增加了操作的方便性和可移植性,而且使得测试平台显得更加真实、直观。通过应用实例有效验证了上述方法。

采用C MEX S函数编写xPC环境下设备驱动模块的研究

在深入研究的基础上,论述了采用C MEX S函数编写此类设备驱动程序的方法和要点,并阐述了这些自定义设备驱动模块的生成和调用方式。此成果被成功地应用于三轴转台的实时测控系统中。

基于xPC Target的汽车动力学HiL仿真系统设计

目前,汽车工业进入了一个高速发展的阶段,汽车从设计到上市,周期越来越短,而汽车的设计和研发是一项非常复杂且耗资巨大的工程,尤其是一些实车实验,不仅复杂而且带有一定危险性。为了方便汽车研发工作,缩短研发周期,运用xPC Target和veDYNA等软件开发工具,结合方向盘转角传感器、油门踏板传感器和制动踏板传感器等硬件工具,设计了一套汽车动力学硬件在环仿真系统。详细介绍了该系统的工作原理,以及各硬件模块和软件模块的结构和原理。最后,设计了一个汽车在半径为50米的圆形平坦路面上行驶的仿真实验,并对该H iL仿真系统的性能指标进行测试和分析。实验的结果表明,该仿真系统的精度和实时性非常好,完全能够满足一般汽车动力学仿真实验要求。

转台控制器实时性能的半物理仿真方法

针对转台控制器实时性能难以进行理论估算的问题,运用虚拟转台概念,利用MATLAB中RTW工具包支持的xPC目标构建了转台控制器的半实物仿真系统,在PC机上实现了转台控制器实时性能的半实物仿真.实验结果表明,基于xPC的转台控制器实时性能的半实物仿真方法可以方便地给出控制器的实时性能指标,同时也为基于PC的转台控制器软、硬件快速开发提供途径.

基于xPC Target的直线电机快速原型控制系统

以嵌入式工业PC为控制器,配以模数转换板、数字量输出板、光栅尺接口板和驱动板,利用MATLAB的xPC Target工具箱搭建了直线电机快速原型控制系统,并在快速原型控制系统中实现了带有跟踪微分器的非线性PID控制算法。实验结果表明:这种基于xPC Target的直线电机快速原型控制系统能够直接采用Simulink中建立的控制算法,具有很高的灵活性;同时,直线电机控制系统采用带有跟踪微分器的非线性PID控制算法时具有很好的动静态特性和抗扰性。

基于xPC Target的飞行器半实物仿真系统研究

提出一种基于xPC Target的分布式半实物仿真系统设计方法。首先,借鉴面向对象思想,采用上/下位机运行机制设计仿真系统主控软件,实现了仿真初始参数设置以及仿真时钟推进等功能。其次,针对半实物仿真的硬件接口、实时通信以及数据保存要求,采用S函数实现了串口通信模块,从操作系统底层进行了反射内存寄存器级驱动开发,深入研究目标机数据保存格式,实现了数据保存和上传。通过某型制导弹药的半实物仿真试验对整个系统进行了验证,仿真结束时弹目横向误差1.868米,纵向误差0.159米,结果表明仿真系统各子模块工作正常、满足工程实际需要。

xPC驱动程序开发及在无人机仿真中的应用

MATBLAB软件的xPC Target实时仿真环境目前已经广泛应用于各种领域,但其软件提供驱动程序支持的设备较少,在一些应用场合的使用受到限制。针对这一问题,研究了xPC环境下一般驱动程序的开发方法。分别讲述了目前两种主流计算机总线-ISA总线和PCI总线设备驱动程序的开发方法及其使用问题,特别对PCI总线设备驱动程序的开发进行了详细研究。针对某无人机实时仿真系统的要求,对系统中使用的CompactPCI总线数据采集等板卡开发了驱动程序,并成功应用于半实物仿真试验,结果加快了仿真系统的研发进程,节省了研发费用,并提高了系统的灵活性。