基于Simulink与VC混合编程方法的研究与应用

针对Simulink仿真不能脱离Matlab环境和单纯利用C/C＋＋编程繁琐、开发周期长的缺点,研究了RTW（Real-TimeWorkshop）代码生成的过程,提出了一种基于RTW的实现Simulink模型与VC的混合编程方法,实现了在脱离Matlab环境下Simulink模型在VC集成开发环境下的正确编译和运行。结合具体系统建模与仿真实验,验证了此方法的可行性及有效性。     

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RTX的地形跟随实时仿真系统

为了对地形跟随系统进行仿真验证,并进行模拟训练,开发了一种基于RTX的实时仿真系统,该系统采用Windows RTX Simulink 双核CPU PC的实时仿真架构。基于此种架构,设计、实现了一套地形跟随实时仿真系统,给出了该系统的系统结构和组成,并对Simulink模型的实时代码生成、进程间通信与数据交换、地形数据的实时更新等关键技术进行了详细说明。试验结果和使用经验表明该系统工作可靠、使用方便、易于开发与维护,完全能够满足地形跟随实时仿真的需要。     

基于RTW的无刷直流电机控制系统仿真的新方法

基于方框图建模工具SIMULINK建立方波永磁无刷直流电机(BLDCM)的仿真模型,采用实时代码生成工具箱(RTW)自动生成模型的C语言源代码,在VC集成开发环境中开发BLDCM的仿真系统。应用该系统,可以采用不同的控制策略进行仿真验证,以设计有效的控制器。该方法为BLDCM控制系统的开发设计提供了一种新的思路。     

基于Simulink和C++混合编程的测试系统建模技术研究

介绍了一种基于Simulink和C++混合编程技术的自动飞行控制系统测试系统建模技术及调试方法;基于Simulink搭建飞行仿真模型,通过RTW自动代码生成工具将各仿真模块分别生成嵌入式代码,并集成应用于C++软件设计环境中;通过对时钟的有效设定,实现了基于Windows系统的实时飞行仿真测试系统的设计,仿真软件的最小运算周期为2ms;该技术不仅可以满足自动飞行控制系统飞行仿真试验的实时性要求,并且在软件开放性、接口扩展性、板卡驱动的通用性以及软件设计功能多样性等方面占有较大优势;基于这个技术建立而成的仿真测试系统,某型自动飞行控制计算机已经成功的开展了多轮半物理仿真验证试验,并取得了良好的试验效果,从而为产品的试飞定型奠定了坚实的基础。     

RTX下的驱动及Simulink模块封装技术

研究基于RTX和Matlab实时仿真技术对帧时间要求苛刻的实时仿真应用具有重要的意义.但如果进行半实物仿真,就需要解决制作可以在RTX下运行的PCI板卡驱动的关键问题.VC6.0下编写了硬件驱动库函数RTDLL文件.同时将在Matlab下编写S函数调用库函数完成Simulink模块的封装,最后通过配置RTW工具箱生成RTX下可执行的程序RTSS.     

亚轨道飞行器再入段导航制导快速原型设计

为了加快亚轨道飞行器再入段导航制导系统从算法设计到硬件产品的实现过程,采用快速原型技术进行设计.借助基于RTX的快速原型开发平台,利用Matlab/Simulink/RTW将导航制导模型自动生成C代码,对自动生成代码做出相应修改以满足系统实时性要求,再编译链接生成可执行DSP代码,加载到DSP(数字信号处理器),实现了亚轨道飞行器再入段导航制导系统的DSP硬件在回路仿真.该系统的实时仿真结果与Simulink数字仿真结果一致,表明快速原型系统设计的正确性.该方法具有开发周期短、实时性能好等优点.     

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Simulink/RTW的汽车电子控制系统的研究

随着汽车电子控制系统的日益先进和复杂化,传统的手工编写代码实现汽车电控系统的开发模式已不能满足开发需要;结合基于模型的设计方法和代码生成技术,提出了一种基于Simulink/RTW的汽车电子实时控制系统的新型设计方法;利用Simulink进行算法开发、系统建模和仿真验证,然后通过RTW自动生成嵌入式代码,实现汽车电子实时控制系统的开发;并将该设计方法应用到发动机控制系统的开发过程中,通过与Simulink中仿真结果进行对比,验证了该方法的可行性与正确性;经过实践证明这种新型设计方法可以大大缩短控制系统的开发周期,对于嵌入式控制系统的开发具有一定的实用价值。     

基于Stateflow和xPC的监控系统实现

Stateflow是MATLAB提供的一种基于有限状态机理论的图形化建模和仿真工具。本文介绍了Stateflow的重要概念和基本用法。并使用MATLAB的Simulink、Stateflow和RTW／xPC工具箱,完成一仓厍监控系统从建模、仿真到实时代码生成的完整过程,大大缩短了监控系统的开发周期。     

面向VxWorks的半实物仿真平台的研究和实现

针对传统半实物仿真中的一些问题，提出一种新的面向VxWorks的半实物仿真平台。设计了标准化、多接口、可扩展的仿真计算机硬件架构，解决了硬件I/O接口的多样性和扩展性问题。利用Simulink进行可视化建模，简化了模型的建立。通过Matlab的RTW工具箱自动生成面向硬件平台的基于实时操作系统VxWroks的可执行代码。自动代码生成提高了半实物仿真的开发效率，基于VxWorks的可执行代码保证了半实物仿真的实时性。对该仿真平台涉及的关键技术，如I/O接口驱动程序、针对硬件平台的VxWorks移植和代码生成以及实时模型参数修改和仿真数据采集等进行了研究和实现。     

基于RTW ERT/VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于RTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法.在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题.Matlab中的RTW是专门为实时仿真设计开发的.VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行,主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码,保证了实时性.同时提供了利用C-API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问.     

基于半物理仿真的直升机风场扰动研究

为了实现直升机模拟训练器的仿真环境,提出一种基于嵌入式实时操作系统VxWorks和MATLAB/Simulink/RTW的半物理仿真技术,用来实现在连续紊流风场扰动下的实时在线仿真;在建立风场扰动下直升机非线性数学模型和连续紊流(Dryden)模型的基础上,实现了该仿真模型在RTW中的关键配置和在VxWorks环境中的程序解算;与数字仿真相比,该系统在实时性、在线性和真实性都得到了加强;仿真结果表明该方法的正确性及可行性,目前已被应用于某型直升机模拟训练器中.     

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ANSI C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.     

基于VxWorks的Simulink实时仿真软件的实现

研究了基于VxWorks的Simulink实时仿真软件的实现.主要阐述了RTW的编译、S函数的定义及在主机上生成模型文件,并介绍了两种实时仿真方式:在目标机中手动下载执行模型函数;在主机上用代码加载模型文件,并执行模型函数.实现了基于VxWorks的Simulink实时仿真功能,最终完成的实时仿真软件已应用于飞机飞控系统模型仿真中.     

Matlab／RTW实时仿真与嵌入式系统开发

给出一种开发嵌入式系统的新方法。主要基于Matlab的RTW（Real—TimeWorkshop）工具箱的代码生成功能,采用Keil作为中间工具,将RTW生成的C语言代码转换为单片机可以运行的HEX文件,并利用Proteus软件进行仿真,以验证代码的正确性,从而快速开发嵌入式系统,并且实现了实时仿真。测试结果验证了该方法的可行性与正确性。     

移动机器人动力学控制半物理仿真研究

为了方便进行移动机器人的动力学控制方法验证,提出一种基于Quanser Q8卡、QuaRC开发环境、工业机电驱动单元IMDU和Matlab/Simulink的半物理实时仿真实现方法.利用IMDU模拟移动机器人的动力学系统,以Q8卡作为仿真模型与物理模型之间交互的桥梁,在Simulink上结合QuaRC,并通过C MEXS函数保证系统动态参数的传递及Matlab/RTW仿真环境的高效运行,实现对整个系统的软件控制.对半物理仿真系统的轨迹跟踪控制试验表明该方法的有效性.     

基于RTW和VC的半物理仿真系统的开发

通过RTW将Simulink仿真模型转化成可移植的嵌入式C++代码，提供了一种从Simulink仿真模型平滑过渡到Visual C++集成开发环境的方法，该方法充分利用了Simulink丰富便捷的建模环境，发挥了VC强大的硬件控制功能和人机界面设计灵活的优点。并结合科研实例介绍了利用该方法开发半物理仿真系统的具体步骤和实现方法。     

基于VxWorks的地形跟随半物理仿真平台的研究

为了实现对地形跟随系统中关键技术的实时仿真验证,设计了一套基于VxWorks实时操作系统的半物理仿真平台;同时,对该仿真平台的硬件配置、子系统功能和仿真软件结构进行了深入分析,并解决了系统间的通信问题;此外.该仿真系统采用基于MAT-LAB/RTW的实时代码生成技术,缩短了仿真验证软件的开发周期;目前,该系统已经成功应用于工程项目中,仿真结果证明该系统完全满足地形跟随系统实时仿真的需要.     

基于RTW ERT／VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于PTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法。在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题。Mathb中的RTW是专门为实时仿真设计开发的,VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行。主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码．保证了实时性。同时提供了利用C—API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问。