【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程序框圖中調(diào)用Python的腳本函數(shù)；在主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間的自動(dòng)文件傳輸。 Internet上的遠(yuǎn)程操作由于RTLAB的主機(jī)與目標(biāo)機(jī)系統(tǒng)之間是通過(guò)DUP/IP協(xié)議來(lái)進(jìn)行通訊，可以通過(guò)Internet來(lái)與仿真目標(biāo)機(jī)進(jìn)行通訊，這使得RTLAB仿真實(shí)驗(yàn)室可以與外界共享資源協(xié)同開(kāi)發(fā)。此外，還允許實(shí)時(shí)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作，如在對(duì)一個(gè)遠(yuǎn)程對(duì)象上的控制器仿真，控制工程師可以在辦公室內(nèi)修改數(shù)個(gè)遠(yuǎn)程目標(biāo)工作站的控制參數(shù)，甚至完全改變控制策略。RTLAB環(huán)境中的軟件包DINAMO可以進(jìn)行航空工程設(shè)計(jì)，利用DINAMO的可適用于靜態(tài)配平和動(dòng)態(tài)的操縱飛行的自動(dòng)批量參數(shù)估計(jì)，可以進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析；選用RT3D的組件，如MATLAB的Virtualreality工具箱，WorldUp，Altia等，用戶可以讀取仿真數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)的在3D虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中顯示出來(lái)，而且可以為仿真模型創(chuàng)立3D顯示效果，實(shí)時(shí)的觀察模型的動(dòng)作并與其交互。 I/O數(shù)據(jù)與記錄性RTLAB的數(shù)據(jù)I/O和記錄特性包括模型仿真的采集與記錄，數(shù)字信號(hào)的采集和產(chǎn)生，以及目標(biāo)機(jī)平臺(tái)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)QNX下的硬件驅(qū)動(dòng)。主要包括如下內(nèi)容：216。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和記錄—用戶可實(shí)時(shí)讀取實(shí)時(shí)信號(hào)或?qū)⑵溆涗洖槲募?16。 豐富的伙I/O硬件支持—用戶可選擇第三方提供的ISA/PCI接口的硬件板卡；216。 支持由opal．RT自行研制的I/O板卡；216。 觸發(fā)子系統(tǒng)—用戶可自行設(shè)置任務(wù)在觸發(fā)時(shí)刻開(kāi)始執(zhí)行；216。 硬件同步—可選用NI6602與OpalRTOP5100系列卡上的時(shí)鐘作為仿真同步源，以彌補(bǔ)軟件時(shí)鐘精度的不足；216。 數(shù)據(jù)采集—支持ADC數(shù)據(jù)采集卡，用戶可自主設(shè)置連續(xù)或特定周期的高速數(shù)據(jù)采集，且數(shù)據(jù)采集過(guò)程不占用系統(tǒng)仿真時(shí)間：216。 波形發(fā)生功能—RTLAB模塊集提供各種信號(hào)產(chǎn)生功能以及各種任意時(shí)刻的開(kāi)關(guān)量階躍信號(hào)；216。 數(shù)字波形捕捉的高級(jí)特性—檢測(cè)在計(jì)算機(jī)步長(zhǎng)間隔內(nèi)產(chǎn)生的外部事件，并且補(bǔ)償由于事件的影響滯后而導(dǎo)致的計(jì)算誤差；216。 通用的共享內(nèi)存卡驅(qū)動(dòng)—支持共享內(nèi)存方式的目標(biāo)機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)通訊，允許設(shè)備間的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。 RTLAB的優(yōu)點(diǎn)RTLAB廣泛應(yīng)用于航空、航天、工業(yè)和軍事武器系統(tǒng)仿真，其基本的優(yōu)點(diǎn)如下：(1) 基于PC技術(shù)：高性價(jià)比，運(yùn)算速度快。在仿真模型各個(gè)子系統(tǒng)之間可以獲得實(shí)時(shí)通信和同步控制，高速實(shí)時(shí)連接，因此仿真是高性能的并行計(jì)算。這些子系統(tǒng)可以任意放在若干個(gè)節(jié)點(diǎn)上，它們之間采用火線(IEEE1394)連接。(2) 支持半實(shí)物(硬件在回路)仿真。在Target節(jié)點(diǎn)上既可以插入模擬I/O卡也可以插入數(shù)字I/O卡。因此仿真系統(tǒng)可以與外部設(shè)備進(jìn)行通信，如HIL、Target和I/O卡之間由RTLAB仿真平臺(tái)進(jìn)行同步管理。(3) 支持與其它非實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的協(xié)同仿真。為了提高仿真模型的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)的非實(shí)時(shí)部分獨(dú)立運(yùn)行在RTLAB平臺(tái)之外的其它平臺(tái)上，這些非實(shí)時(shí)平臺(tái)上的程序通過(guò)RTLAB仿真界面接口程序與仿真模型系統(tǒng)之間交互非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。(4) 能自動(dòng)劃分模型并產(chǎn)生分布式仿真代碼。RTLAB利用自身的Simulink圖標(biāo)解釋Simulink模型，劃分各個(gè)子系統(tǒng)，生成源代碼，編成可執(zhí)行程序，下載到Target節(jié)點(diǎn)上，這一切過(guò)程都是RTLAB自動(dòng)完成。因此，RTLAB工具自動(dòng)照顧編碼細(xì)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)不但可以加速開(kāi)發(fā)過(guò)程，而且使得仿真模型具有靈活的伸縮能力。(5) 支持MATLAB/STATEFLOW。STATEFLOW是MATLAB軟件專門(mén)用于復(fù)雜邏輯系統(tǒng)建模的狀態(tài)機(jī)工具包，支持MATLAB/STATEFLOW就意味著提供了對(duì)復(fù)雜過(guò)程系統(tǒng)和離散事件的建模工具。(6) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨著項(xiàng)目的展開(kāi)可以向上擴(kuò)展；當(dāng)運(yùn)算量增大，增加/升級(jí)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的效費(fèi)比高；使用商業(yè)RTOS(實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性與實(shí)時(shí)性能。(7) 開(kāi)放系統(tǒng)：可以與其它軟件接口，獨(dú)立于硬件平臺(tái)，可以滿足用戶的定制要求。 RTLAB開(kāi)發(fā)流程RTLAB的操作主要有十個(gè)步驟，下面就以RTLAB自帶的模型rtdemo2．mdl為例來(lái)對(duì)RTLAB的操作流程進(jìn)行詳解：(1)Open Model打開(kāi)模型雙擊RTLAB Main Control圖標(biāo)啟動(dòng)RTLAB程序，如圖1點(diǎn)擊Open Model按鈕，彈出一個(gè)文件選擇框，選擇RTLAB\simulink\models\rtdemo2\，這個(gè)模型是安裝完RTLAB之后自帶的演示模型，它已經(jīng)編輯好了，不用再經(jīng)過(guò)編輯就可以用了。(2)Edit編輯模型接上步點(diǎn)擊Edit，RTLAB自動(dòng)調(diào)用MATLAB打開(kāi)模型(如果打不開(kāi)的話先用MATI AB直接打開(kāi)模型一遍，然后再用Edit打開(kāi))。，分別是smcontroller，ssplant和sc_user_interface。此模型已經(jīng)根據(jù)RTLAB的規(guī)則修改完成。RTLAB規(guī)定所有的收集和顯示數(shù)據(jù)的模塊(如示波器，手動(dòng)開(kāi)關(guān)等)必須放在一個(gè)子系統(tǒng)圖中，系統(tǒng)命名以sc_打頭，而且每個(gè)模型只能有一個(gè)sc_子系統(tǒng)：規(guī)定sm_子系統(tǒng)只能有一個(gè)，它是整個(gè)模型計(jì)算過(guò)程中的主導(dǎo)模塊；ss_在整個(gè)計(jì)算過(guò)程中是從屬地位，在RTLAB中可以有多個(gè)。所以，在RTLAB的模型中所有的子系統(tǒng)只能以sm_，sc_，ss三種命名方式出現(xiàn)，而且在子系統(tǒng)中有信號(hào)輸入的地方要插入一個(gè)RTLAB的信號(hào)同步模塊OpComm通訊塊。圖5 RTLAB主控(3) Configuration配置修改完成了模型修改之后就要做一些編譯前的配置修改工作。確認(rèn)在MainControll面板的Target選項(xiàng)下面是不是選擇了正確的目標(biāo)平臺(tái)，它有三個(gè)選項(xiàng)QNX，WNT，Neutrino。點(diǎn)擊Configuration進(jìn)入修改配置。圖6 Configuration界面圖(4) Compile編譯過(guò)程編譯過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以通過(guò)編譯窗口來(lái)檢查。整個(gè)編譯過(guò)程先是分割模型，有多少個(gè)子模塊就分割成多少塊，這也是RTLAB分布式計(jì)算的核心思想，生成QNX底下的可執(zhí)行文件，完成編譯過(guò)程。(5) Assign Nodes分配節(jié)點(diǎn)點(diǎn)擊Assign Nodes進(jìn)入節(jié)點(diǎn)分配控制界面。在Subsystems一項(xiàng)下面有sm_controller和ss_p1ant兩個(gè)子系統(tǒng)。在Remaining Physical Nodes一項(xiàng)下面有NTO 1和NTO2兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，添加節(jié)點(diǎn)的方法在前面的Configuration說(shuō)明中有提到。（6） 建立模型可以將使用MATLAB/Simulink開(kāi)發(fā)的模型結(jié)構(gòu)Load到RTLAB中，完成方針前的準(zhǔn)備工作。(7) Execute執(zhí)行程序完成上述步驟之后就可以執(zhí)行程序了，點(diǎn)擊Execute就可以通過(guò)示波器看到程序執(zhí)行的結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)滑塊可看到波形的變化。（8） Pause暫停執(zhí)行Pause按鈕是一個(gè)暫停鍵，起暫停的作用。（9） Reset結(jié)束程序要想真正地結(jié)束程序必須通過(guò)Reset按鈕。如果想再執(zhí)行一遍程序就再Load一次，然后Execute（如果模型沒(méi)有修改的話，不用執(zhí)行Compile，直接可以LOAD）。(10) Disconnect斷開(kāi)模型連接最后一步就是一定要斷開(kāi)模型。點(diǎn)擊Disconnect模型就斷開(kāi)連接了。其中提到的目標(biāo)機(jī)，節(jié)點(diǎn)，下位機(jī)其實(shí)指的是同一個(gè)對(duì)象。只要按照以上所講的十個(gè)步驟一步步執(zhí)行，就完全可以把RTLAB使用起來(lái)。 xPC半實(shí)物仿真平臺(tái)MATLAB是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言，它集科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理等于一體，具有極高的編程效率。特別是利用Simulink工具箱中豐富的函數(shù)庫(kù)可以很方便地構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行非實(shí)時(shí)的仿真。而xPC目標(biāo)是Mathworks提供一種用于產(chǎn)品原型開(kāi)發(fā)、測(cè)試和配置實(shí)時(shí)系統(tǒng)的PC機(jī)解決途徑。為了提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真的能力，xPC目標(biāo)采用了宿主機(jī)一目標(biāo)機(jī)的技術(shù)途徑，兩機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡連接，以TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。宿主機(jī)用Simulink建立模型，進(jìn)行仿真前的參數(shù)配置，然后用RTW和一個(gè)VC編譯器將模型編譯為一個(gè)可執(zhí)行文件下載到目標(biāo)機(jī)。目標(biāo)機(jī)通過(guò)軟盤(pán)啟動(dòng)xPC Target實(shí)時(shí)內(nèi)核，運(yùn)行從宿主機(jī)下載的RTW生成的目標(biāo)應(yīng)用程序，通過(guò)I/0通道與外部實(shí)物進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最終實(shí)現(xiàn)半實(shí)物的實(shí)時(shí)仿真測(cè)試。在xPC目標(biāo)環(huán)境下，可以從MATLAB中使用命令行或xPC Target的圖形交互界面對(duì)程序的執(zhí)行進(jìn)行控制。在程序執(zhí)行期間，可以交互地在線調(diào)整模型參數(shù)，信號(hào)繪圖功能可以使