快速控制原型技术.ppt

第四章第四章 快速控制原型技术快速控制原型技术 1.快速控制原型技术快速控制原型技术2.xPC-target简介简介3.xPC-target的安装和配置的安装和配置4.xPC-target的基本使用方法的基本使用方法5.xPC-target的应用实例的应用实例4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术计算机控制系统的特点：计算机控制系统的特点：实时性（实时控制系统、实时信号处理、实时事件响应）实时性（实时控制系统、实时信号处理、实时事件响应）分布式、多级控制（系统互联）分布式、多级控制（系统互联）测控系统的软件与硬件的相互依赖性测控系统的软件与硬件的相互依赖性对计算机资源的要求苛刻对计算机资源的要求苛刻PC-based Control and DSP-Based Control控制算法越来越复杂，要求越来越高控制算法越来越复杂，要求越来越高在测控系统软件开发过程中，软件工程的方法和工具软在测控系统软件开发过程中，软件工程的方法和工具软件的使用件的使用 系统的可靠性和可维护性要求系统的可靠性和可维护性要求系统功能越来越复杂，而要求开发周期越来越短系统功能越来越复杂，而要求开发周期越来越短（Time to Market）4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术 控制系统开发是一个复杂的过程。需要兼顾系统硬件以及软件两控制系统开发是一个复杂的过程。需要兼顾系统硬件以及软件两个方面。为了处理控制系统开发过程的复杂性，开发者们总结个方面。为了处理控制系统开发过程的复杂性，开发者们总结了一些主要的开发准则。控制系统开发可以借鉴软件工程中使了一些主要的开发准则。控制系统开发可以借鉴软件工程中使用的生命周期模型方法。生命周期模型定义了系统开发所遵循用的生命周期模型方法。生命周期模型定义了系统开发所遵循的步骤。从初始的分析阶段到系统的设计、调试、维护、升级，的步骤。从初始的分析阶段到系统的设计、调试、维护、升级，这些阶段构成了系统的开发周期。这些阶段构成了系统的开发周期。瀑布式开发过程螺旋式开发过程控制系统的开发：控制系统的开发：4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术传统控制系统设计方法：传统控制系统设计方法：项目整体构思项目整体构思分析控制对象数学模型控制逻辑运动学动力学仿真选择软件开发工具熟悉软件开发环境控制软件的构思编程调试分析控制对象在线测试设计硬件硬件测试生成控制单元4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术v开发人员的组成复杂（软件开发小组、控制系统设计开发人员的组成复杂（软件开发小组、控制系统设计小组、硬件设计组、系统集成组、系统测试组）小组小组、硬件设计组、系统集成组、系统测试组）小组之间的沟通存在着困难之间的沟通存在着困难v需要编制大量的软件开发与维护的文档，以方便沟通需要编制大量的软件开发与维护的文档，以方便沟通v开发过程中的重复和反复是必要的和不可避免的，但开发过程中的重复和反复是必要的和不可避免的，但代价高，开发周期长代价高，开发周期长v控制思想的实现、实施困难控制思想的实现、实施困难v软件的质量难以保证：测试、维护、升级的费用高等软件的质量难以保证：测试、维护、升级的费用高等等等传统控制系统设计方法：传统控制系统设计方法：4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术v控制理论与控制工程控制理论与控制工程v控制理论与控制工程之间存在着鸿沟控制理论与控制工程之间存在着鸿沟v解决的方法：技术措施（方法和工具）、组织管理解决的方法：技术措施（方法和工具）、组织管理措施措施vCACSD(Computer Aided Control System Design)传统控制系统设计方法：传统控制系统设计方法：4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术基于基于MATLAB的快速控制原型系统开发构架的快速控制原型系统开发构架4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术 在在MATLAB产品族中，自动化的代码生成工具主要有产品族中，自动化的代码生成工具主要有Real-Time Workshop(RTW)和和Stateflow Coder，这两种代码生成工，这两种代码生成工具可以直接将具可以直接将Simulink的模型框图和的模型框图和Stateflow的状态图转换成的状态图转换成高效、优化的程序代码。利用高效、优化的程序代码。利用RTW生成的代码简洁、可靠、易生成的代码简洁、可靠、易读。目前读。目前RTW支持生成标准的支持生成标准的C语言代码，并且具备了生成其他语言代码，并且具备了生成其他语言代码的能力。整个代码的生成、编译以及相应的目标下载过语言代码的能力。整个代码的生成、编译以及相应的目标下载过程都是自动完成的。程都是自动完成的。Mathworks公司针对不同的实时或非实时公司针对不同的实时或非实时操作系统平台开发了相应的目标选项，以配合不同的软、硬件系操作系统平台开发了相应的目标选项，以配合不同的软、硬件系统完成快速控制原型统完成快速控制原型(Rapid Control Prototype)开发、硬件在开发、硬件在回路的实时仿真回路的实时仿真(Hardware-in-Loop)、产品代码生成等工作。、产品代码生成等工作。MATLAB自动化代码生成工具自动化代码生成工具4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术开发快速控制原型技术开发参数整定与数据的可视化自动代码生成I/O接口库实时测试自动测试分析设计建模与仿真控制理论控制理论自动文档生成基于基于MATLAB的快速控制原型系统开发流程的快速控制原型系统开发流程4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术RP快速原型技术（软件工程）快速原型技术（软件工程）RCP（Rapid Control Prototyping）的概念）的概念快速控制原型技术快速控制原型技术就是指快速开发控制系统的过程。这种原就是指快速开发控制系统的过程。这种原型系统包括快速控制原型软件和快速控制原型硬件。型系统包括快速控制原型软件和快速控制原型硬件。其自动代码生成功能，使控制工程师不再需要程序员就能其自动代码生成功能，使控制工程师不再需要程序员就能把以自己熟悉的方块图表示的控制策略建立成可以执行的代把以自己熟悉的方块图表示的控制策略建立成可以执行的代码，参数的调整以及信号的采集和分析都非常方便。其基于码，参数的调整以及信号的采集和分析都非常方便。其基于商用现货商用现货(Commercial Off-The-Shelf)思想而采用现有成熟思想而采用现有成熟的通讯和物理设备接口模块，使得控制工程师可以更灵活更的通讯和物理设备接口模块，使得控制工程师可以更灵活更快速构造控制系统的硬件方案。快速构造控制系统的硬件方案。4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的软件支撑环境：快速控制原型技术的软件支撑环境：美国美国The Mathworks公司的公司的Matlab/Simulink/RTW（包括（包括RTW Windows Target 和和xPC Target等等）等等）美国美国National Instruments公司的公司的Labview RT/SIT和和MatrixX德国德国dSPACE公司的公司的 ControlDesk加拿大加拿大OPAL-RT公司公司RT-LABBoeing公司的公司的Easy 5Visual Solution公司的公司的VisSim/Real-TimePRO.4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的软件支撑环境：快速控制原型技术的软件支撑环境：Real-Time Workshop的体系结构的体系结构 4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的硬件支撑环境快速控制原型技术的硬件支撑环境:RT-Lab Windows/Matlab Windows Windows NT/QNX x864.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的软硬件支撑环境可以用于：快速控制原型技术的软硬件支撑环境可以用于：数字信号处理（数字信号处理（Real Time DSP）半物理仿真（半物理仿真（Hardware In the Loop）实时仿真（实时仿真（Real Time Simulation）实时控制系统开发实时控制系统开发4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术面向产品的全生命周期：面向产品的全生命周期：l设计l制造l测试l控制l维护快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用汽车整车传动系统测试试验台汽车整车传动系统测试试验台 4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用Virtual componentsReal componentsRoadAxleTrans-missionEngineECU“Driver”gas/brake/gears4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用Dyno-mometerVirtual componentsReal componentsRoadAxleTrans-missionEngineECU“Driver”gas/brake/gearsMotorTransmission4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用Virtual componentsReal componentsRoadAxleTrans-missionEngineECU“Driver”gas/brake/gearsDyno-mometerMotorTransmission4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用Virtual componentsReal componentsRoadAxleTrans-missionEngineECU“Driver”gas/brake/gearsECUDyno-mometerMotorAxleTransmission4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用Virtual componentsReal componentsRoadAxleTrans-missionEngineECU“Driver”gas/brake/gearsDyno-mometerMotorTransmissionECUAxle4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用Host PC Create/Test Model Code Generation System analysis in non-real-timeTarget PC Run simulation in Real-Time Add processors for more power Visualize system behavior Connect Hardware in the LoopTCP/IP虚拟场景显示 Visualization and InteractionHardware-in-the-loop system4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术PCL-843PCL-818HDPCL-726PCL-843PCL-818HDPCL-818HDPCL-722实时控制计算机逻辑控制计算机操作台控制计算机触摸屏控制系统 三维实时显示姿态位置控制纵摇启动停止循环泵12.1英寸显示屏液压源+5V控制柜面板偏航自由度选择给定横摇Y向X向Z向手动自动控制方式停止启动冷却泵状态系统翻页急 停报警灯蜂鸣器运动系统油源上下上下电源状态显示-12V+12V+24V-5V-24V上液压缸位置测试运动系统测试启动停止4#泵统系单态姿测试方式上下启动停止2#泵停止启动1#泵停止启动3#泵上下上下下自动测试手动自动通道控制停止启动控制故障液压系统控制柜及系统显示状态试灯复位开主控面板运动系统电源总线及 故障机组通道解除报警关故障周期故障计算机控制柜六自由度运动模拟器压力传感器信号驱动力信号缸位移信号数字信号数字输出阀驱动数字输入ISA-BUSISA-BUS高速以太网控制柜4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型技术的应用快速控制原型技术的应用快速控制原型系统的快速控制原型系统的Simulink控制模型控制模型4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术快速控制原型系统的人机交互界面快速控制原型系统的人机交互界面4.1 快速控制原型技术快速控制原型技术l实时控制系统模型实时控制系统模型Simulink,RTW,StateFlow,xPC Target,DSP ToolBox,Virtual Reality ToolBox(Matlab)lVisual C，或者，或者Watcom C+11.0（模型编译）（模型编译）lxPC API（用户界面与实时控制模型的接口）（用户界面与实时控制模型的接口）lLabVIEW(用户界面、参数调节，数据显示、控制用户界面、参数调节，数据显示、控制逻辑、日志文件的生成逻辑、日志文件的生成)控制系统软件组成控制系统软件组成4.2 xPC-targetpxPC Target是是MathWorks公司开发的一个基于公司开发的一个基于RTW体系框体系框架的实时系统产品，可将标准的架的实时系统产品，可将标准的PC兼容机转变为一个实时兼容机转变为一个实时系统，来实现控制系统或系统，来实现控制系统或DSP系统的快速原型化、硬件在回系统的快速原型化、硬件在回路中的测试和系统半实物仿真等功能。随着目前路中的测试和系统半实物仿真等功能。随着目前PC兼容机兼容机的普遍使用，从而的普遍使用，从而xPC Target提供了一种造价低廉的、性能提供了一种造价低廉的、性能较高的并且便捷的实时应用系统。较高的并且便捷的实时应用系统。pxPC Target采用了宿主机采用了宿主机-目标机的技术实现途径，即目标机的技术实现途径，即“双双机机”模式，宿主机和目标机可以是不同类型的计算机，两者模式，宿主机和目标机可以是不同类型的计算机，两者之间通过以太网或串口实现通讯。之间通过以太网或串口实现通讯。xPC Target简介简介4.2 xPC-targetp在在xPC Target环境下，用户可将安装了环境下，用户可将安装了MATLAB、Simulink软件的软件的PC机作为宿主机，用机作为宿主机，用Simulink建模工具来建模工具来建立用户所需的模型并进行非实时的仿真。然后用建立用户所需的模型并进行非实时的仿真。然后用RTW代代码生成器和码生成器和C编译器来生产可执行代码，在第二个编译器来生产可执行代码，在第二个PC兼容兼容机上进行实时的运行。机上进行实时的运行。pxPC Target提供了一个运行在目标提供了一个运行在目标PC机上的高度裁剪的实机上的高度裁剪的实时操作内核，具有较高的执行效率。时操作内核，具有较高的执行效率。On-time公司的公司的 RT-TARGET32xPC Target简介简介4.2 xPC-targetxPC-target半实物仿真目标机是个基于半实物仿真目标机是个基于RTW的低端实时仿真和开发平的低端实时仿真和开发平台台,可将可将Intel80 x86/Pentium计算机转变为一个实时系统。不需第三方计算机转变为一个实时系统。不需第三方操作系统的支持，在计算机上配置输入输出设备就能和外部交换信息，操作系统的支持，在计算机上配置输入输出设备就能和外部交换信息，进行硬件在环仿真和测控系统开发。进行硬件在环仿真和测控系统开发。xPC-target实时系统包括实时系统包括1台主机和台主机和1台目标机。主机上用台目标机。主机上用Matlab,Simulink完成建模，生成模型文件，然后调用完成建模，生成模型文件，然后调用Real-Time Workshop工具箱，生成包含设备驱动程序的工具箱，生成包含设备驱动程序的xPC目标，通过通信电缆下载到目目标，通过通信电缆下载到目标机上；目标机启动时装载标机上；目标机启动时装载xPC工具箱提供的实时内核，该内核保证工具箱提供的实时内核，该内核保证目标的实时高速运行，目标机上配有输入输出设备和外部交换信息。目标的实时高速运行，目标机上配有输入输出设备和外部交换信息。xPC-target目标工具箱自带的驱动程序有如下局限性：目标工具箱自带的驱动程序有如下局限性：(1)只支持一些知名厂商的部分设备，基本不支持国产设备；只支持一些知名厂商的部分设备，基本不支持国产设备；(2)对于支持的某些设备，不支持其某些功能，或支持的功能无法满对于支持的某些设备，不支持其某些功能，或支持的功能无法满足要求，这时须自行开发驱动程序。足要求，这时须自行开发驱动程序。xPC Target简介简介4.2 xPC-targetxPC Target控制系统结构示意图控制系统结构示意图xPC Target简介简介4.2 xPC-targetA.A.实时内核实时内核xPC Target提供的实时内核使得用户无需在目标机上安装任何提供的实时内核使得用户无需在目标机上安装任何操作系统，只需用包含了该实时内核的启动盘启动目标机即可。操作系统，只需用包含了该实时内核的启动盘启动目标机即可。BIOS是实时内核所需的唯一软件。是实时内核所需的唯一软件。工作过程：工作过程：载入载入BIOS，BIOS自动搜索目标启动盘中的启动映像文件。启自动搜索目标启动盘中的启动映像文件。启动映像文件首先将动映像文件首先将CPU从实模式状态切换到保护模式下，然后从实模式状态切换到保护模式下，然后设置目标设置目标PC机并启动实时内核。机并启动实时内核。启动实时内核后，将激活应用程序载入程序，并等待从宿主机启动实时内核后，将激活应用程序载入程序，并等待从宿主机上下载目标应用程序。将目标应用程序复制到指定内存区域后上下载目标应用程序。将目标应用程序复制到指定内存区域后设置目标程序处于准备执行状态。设置目标程序处于准备执行状态。通过函数或其他应用程序与目标程序进行通讯。通过函数或其他应用程序与目标程序进行通讯。xPC Target简介简介4.2 xPC-targetB.B.实时应用程序实时应用程序xPC Target实时应用程序是实时应用程序是RTW代码生成器从代码生成器从Simulink模型生成的可执行目标程序，可实时地运行模型生成的可执行目标程序，可实时地运行在无任何操作系统的标准在无任何操作系统的标准PC机上，其特点是：机上，其特点是：采用采用32位的内存管理模式（无需切换）位的内存管理模式（无需切换）具有较快的任务执行时间（取决于模型及硬件）具有较快的任务执行时间（取决于模型及硬件）xPC Target简介简介4.2 xPC-targetxPC Target简介简介C.C.信号采集和分析功能信号采集和分析功能xPC Target的信号采集过程是通过实时内核来完成的，实时的信号采集过程是通过实时内核来完成的，实时内核将目标应用程序的信号数据存储在目标机的内核将目标应用程序的信号数据存储在目标机的RAM中。支中。支持的信号采集方式有：持的信号采集方式有：信号监视模式信号监视模式信号记录模式信号记录模式信号跟踪模式信号跟踪模式4.2 xPC-targetD.D.参数调整功能参数调整功能在目标应用程序运行前或运行中，用户可以对模在目标应用程序运行前或运行中，用户可以对模型中的一些参数进行调整。可用方法有：型中的一些参数进行调整。可用方法有：交互方式交互方式脚本和批处理过程脚本和批处理过程xPC Target简介简介一、系统要求一、系统要求1、宿主机、宿主机软件要求：软件要求：windows操作系统、操作系统、MATLAB、Simulink、RTW、C语言编译器（语言编译器（VC）、）、xPC Target硬件要求：一个串口或一个以太网卡、硬件要求：一个串口或一个以太网卡、RAM（128M以上）、以上）、USB接口或软驱或光驱接口或软驱或光驱2、目标机、目标机软件要求：无需操作系统、软件要求：无需操作系统、BIOS需要需要PC兼容兼容硬件要求：芯片组、串口或网卡、硬件要求：芯片组、串口或网卡、CPU（386以上）、鼠键、监视以上）、鼠键、监视器、器、U盘或软驱、盘或软驱、RAM（8M以上）、以上）、I/O设备板设备板注意：注意：PC目标机可用目标机可用PC ISA、PCI、PC/104和和PC/104+、CompactPCI、PXI4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置二、软件安装二、软件安装1、安装、安装MATLAB及其工具箱；及其工具箱；2、安装、安装C语言编译器（最好为语言编译器（最好为VC）；）；3、设置、设置MATLAB编译器为编译器为C编译器（使用编译器（使用mex-setup）；）；4、注意工作路径。、注意工作路径。4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置三、设置通讯连接三、设置通讯连接串口通讯连接串口通讯连接A.所需硬件：无调制解调器的串口传输线、所需硬件：无调制解调器的串口传输线、I/O设备板设备板B.设置串口通讯的环境属性：设置串口通讯的环境属性：1）在）在matlab窗口下键入窗口下键入 xpcexplr出现如图出现如图2对话框对话框图2 xPC Target Explorer对话框4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置三、设置通讯连接三、设置通讯连接串口通讯连接串口通讯连接B.设置串口通讯的环境属性：设置串口通讯的环境属性：2）从）从Select C compiler下拉列表中选择下拉列表中选择VisualC或或Watcom3）在）在Compiler Path文本框设置编译环境的根目录文本框设置编译环境的根目录4）单击）单击“Apply”5）从）从Host Target communication中选择中选择RS232选项选项6）在）在Host port中选择中选择COM1或或COM2，设置，设置Baud rate（默认即可）（默认即可）7）单击）单击“Apply”注意：网口通讯连接与此类似！注意：网口通讯连接与此类似！4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置四、制作目标机启动盘四、制作目标机启动盘p目目标标机机启启动动盘盘的的作作用用是是调调用用和和运运行行xPC Target的的实实时时内内核核。用用户户每每次次更更改改xPC Target的的环环境境属属性性后后都都要要重重新新生生成成或或更更新新目标启动盘。目标启动盘。p传传统统的的方方法法是是采采用用软软盘盘来来制制作作目目标标机机启启动动盘盘。但但由由于于目目前前软软盘盘具具有有淘淘汰汰的的趋趋势势，我我们们建建议议使使用用xPC Target的的嵌嵌入入式式选选项项来来制制作作目目标标启启动动盘盘。嵌嵌入入式式选选项项允允许许用用户户通通过过其其他他驱驱动动器器来来启启动动xPC Target的的实实时时内内核核。用用户户还还可可以以设设置置目目标标机机使使得得每每次次系系统启动后自动运行目标应用程序。统启动后自动运行目标应用程序。p这这里里推推荐荐使使用用U盘盘创创建建目目标标启启动动盘盘。这这里里的的U盘盘指指SD卡卡、CF卡等目标机支持的移动存储器。卡等目标机支持的移动存储器。4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置四、制作目标机启动盘四、制作目标机启动盘p步骤：步骤：在在U盘盘上上制制作作DOS启启动动盘盘：可可采采用用专专门门的的U盘盘DOS启启动动盘盘制制作作软软件件，如如USBoot和和FlashBoot。启启动动盘盘有有FDD、HDD和和ZIP三三种种模模式式，在在制制作作的的过过程程中中注注意意选选择择目目标标机机支支持持的的模模式式。制制作作好好启启动动盘盘以以后后可可以以在在目目标标机机上上试试运运行行，能能正正常常启启动动到到DOS界界面面说说明明DOS启启动动盘盘制作成功。制作成功。4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置四、制作目标启动盘四、制作目标启动盘p步骤：步骤：生生成成DOSLoader的的目目标标启启动动盘盘：将将做做好好的的DOS启启动动盘盘连连接接到到PC机机。启启动动MATLAB，并并执执行行如如下下命命令令函函数数：xpcexplr，打打开开xPC目目标标环环境境设设置置对对话话框框（图图3）。设设置置好好参参数数后后点点击击右右下下方方 的的“Apply”确确 认认。再再 单单 击击 Configuration，选选 择择DOSLoader，插插入入U盘盘，单单击击“Create DOSLoader”。可可将将目目标标启启动动程程序序写写入入U盘盘。这这样样一一个个目目标标启启动动盘盘就就做做好好了了。U盘盘中中 生生 成成 的的 程程 序序 有有 四四 个个，分分 别别 是是 chenksum.dat、autoexec.bat、和和*.rtb(*的的内内容容与与选选择择的的连连接方式和接方式和xPC Target的环境有关的环境有关)。图3 基于xPC Target的应用系统4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置四、制作目标机启动盘四、制作目标机启动盘p步骤：步骤：xPC Target的的测测试试：使使用用制制作作好好的的目目标标机机启启动动盘盘将将目目标标机机启启动动，进进入入类类似似于于图图4的的截截面面即即为为启启动动正正常常。然然后后在在MATLAB命命令令窗窗口口中中键键入入：xpctest。将将运运行行测测试试脚脚本本文文件件。并并显显示示测测试试成成功功或或失失败败的的信信息息。如如果果其其中中任任意意一一个个测测试试过过程程失失败败，用用户户需需要要查查找找对对应应的的部部分，参照帮助文档进行修改分，参照帮助文档进行修改图4 目标机在实时内核启动后的显示4.3 xPC-Target的安装和配置的安装和配置一、建立一、建立Simulink模型模型1、建立、建立Simulink模型；模型；4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法一、建立一、建立Simulink模型模型2、添加、添加xPC Target Scope模块：该模块用于实现数据的可视化，类模块：该模块用于实现数据的可视化，类似于似于Simulink Scope.打开打开Simulink Library Browser对话框，定位到对话框，定位到xPC Target Misc；为模型添加为模型添加Scope(xPC)模块。模块。设置设置Scope(xPC)模块的参数。模块的参数。4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法一、建立一、建立Simulink模型模型3、添加、添加I/O设备驱动模块设备驱动模块4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法一、建立一、建立Simulink模型模型3、添加、添加I/O设备驱动模块设备驱动模块根据自己选择的根据自己选择的I/O设备的生产厂家和型号选择驱动模块。设备的生产厂家和型号选择驱动模块。设置驱动模块参数设置驱动模块参数4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法一、建立一、建立Simulink模型模型4、设置仿真参数、设置仿真参数选择选择Fix-step，根据实际情况选择步长。，根据实际情况选择步长。4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法二、创建二、创建xPC Target应用程序应用程序1、启动目标机：将目标机启动到、启动目标机：将目标机启动到DOSLoader模式下。模式下。2、设置、设置RTW参数：参数：打开打开RTW选项卡，在选项卡，在System target file中选择中选择xpctarget.tlc。设置设置xpc Target options选择中的内容（一般默认即可）。选择中的内容（一般默认即可）。4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法二、创建二、创建xPC Target应用程序应用程序3、创建和下载目标应用程序、创建和下载目标应用程序在在Simulink窗口下的窗口下的Tools菜单下单击菜单下单击Real-Time Workshop菜单菜单项，单击项，单击Build Model命令。此时执行程序创建过程。命令。此时执行程序创建过程。在在MATLAB命令窗口中键入：命令窗口中键入：tg(目标对象名称目标对象名称)，查看目标对象的，查看目标对象的属性。属性。注意：如果编译未通过，查看通讯连接是否正常或注意：如果编译未通过，查看通讯连接是否正常或xPC Target环境环境属性设置是否正确。属性设置是否正确。4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法三、运行三、运行xPC Target目标程序目标程序p在在xPC Target应用程序创建过程和下载过程完成后，就会生成一应用程序创建过程和下载过程完成后，就会生成一个个xPC Target对象，该对象代表了目标计算机和目标应用程序，对象，该对象代表了目标计算机和目标应用程序，xPC Target对象由一组属性和相关方法定义，用户可通过对象目对象由一组属性和相关方法定义，用户可通过对象目标方法改变对象目标属性，以此对目标应用程序的运行和目标机标方法改变对象目标属性，以此对目标应用程序的运行和目标机进行控制。进行控制。p用户可通过如下四种方法对目标程序进行控制：用户可通过如下四种方法对目标程序进行控制：xPC Target ExplorerMATLAB命令行命令行Simulink外部模式外部模式(可方便的进行参数调整可方便的进行参数调整)Web浏览器浏览器4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法三、运行三、运行xPC Target目标程序目标程序p在在MATLAB命令行中键入：命令行中键入：tg.start即可启动目标程序。键入即可启动目标程序。键入tr.stop可停止目标程序。可停止目标程序。p在在xPC Target Explorer中直接控制和修改参数。中直接控制和修改参数。p在在Simulink中通过外部模式控制。中通过外部模式控制。4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法四、生成独立运行的目标应用程序四、生成独立运行的目标应用程序p当模型调试好后，可以通过当模型调试好后，可以通过StandAlone模式来生成独立运行的目模式来生成独立运行的目标应用程序，这样目标应用程序就可以做到脱离宿主机而独立运标应用程序，这样目标应用程序就可以做到脱离宿主机而独立运行，真正做到实物仿真。行，真正做到实物仿真。p方法是：将方法是：将xPC Target环境属性环境属性TargetBoot设置为设置为StandAlone，然后，然后Build Model。这时会在当前目录下生成一个子目录，其中。这时会在当前目录下生成一个子目录，其中包含包含model.rtb、autoexec.bat和和等文件。将这些文等文件。将这些文件拷贝到件拷贝到DOS启动盘上，将启动盘放入目标机，启动目标机即可启动盘上，将启动盘放入目标机，启动目标机即可运行目标应用程序。运行目标应用程序。4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法1.系统建模（信号发生器、控制器、被控对象、示波器）系统建模（信号发生器、控制器、被控对象、示波器）2.手工调整或用手工调整或用NCD工具来优化工具来优化PID控制器的参数控制器的参数3.连接并设置硬件（连接并设置硬件（Host-Target 通讯，通讯，I/O卡）卡）4.分离控制器，加入分离控制器，加入A/D,D/A模块和其他模块和其他I/O模块模块5.建立实时应用建立实时应用6.实时运行并测试实时运行并测试7.在线调整参数、显示与存储数据在线调整参数、显示与存储数据8.数据处理与分析数据处理与分析4.4 xPC-Target的基本使用方法的基本使用方法基于基于xPC-target的实时测控系统开发步骤的实时测控系统开发步骤4.5 xPC-target应用实例应用实例LabVIEW人机交互界面人机交互界面被控对象被控对象/控制器模型开发控制器模型开发发动机控制器发动机控制器发动机动力学模型发动机动力学模型PXI 总线总线&I/O信号调理部分信号调理部分PWC ST40 Gas TurbineTarget PCHost PC