基于MATLAB-RTW的实时控制系统开发

基于 MATLAB/ RTW 的实时控制系统开发 2024—4—30 14：33：38来源：点击次数: 4 次 新疆大学电气工程学院 张宏立摘要:本文简要介绍了 MATLAB 的 RTW 工具箱的功能和作用，并用一实例着重介绍了使用 RTW 中XPC 开发实时控制系统的方法和步骤，为快速,高效开发实时控制系统提供有效手段。关键词:MATLAB RTW XPC 实时控制一 引言MATLAB 是 Mathworks 公司 80 年代推出的优秀科学计算和系统仿真软件,它以丰富的函数、强大的工具箱和简便的编程环境而深受广阔用户欢迎，尤其是它的 Simulink 工具箱更是为系统仿真和建模提供强有力的支持。但是说到 MATLAB 在实时控制方面的应用，就很少有人了解，关于这方面的资料也很少。而 RTW（Real Time Workshop)正是 Mathworks 公司为 MATLAB 在实时控制应用方面开发的专门工具箱［1]。二 RTW 功能介绍RTW 是对 MATLAB 和 Simulink 功能的一个重要补充，以往我们在设计控制系统中，先在 Simulink 中建模和仿真，直至仿真结果满意为止。但是真正要开发实际控制器时，我们需要重新使用 C 或者其它语言重新编程，而当设计好的控制器与实际被控系统相联后,可能控制效果就不如仿真效果那么理想了,因为在仿真时我们可能对模型作了一些假设和近似或忽略了实际系统可能受到的扰动和噪声,这样造成仿真与实际应用相脱节.RTW 的产生解决了这个问题，RTW 支两种类型的实时目标设计[2］：一种是快速原型化目标设计，另一种是嵌入式目标设计.所谓快速原型化目标设计又叫半实物仿真，就是指可以用Simulink 设计出来的控制器直接去控制实际的被控对象,通过半实物仿真过程来观察控制效果，假如控制效果不理想，则可以直接在 Simulink 上调整控制器的结构或参数,直至获得满意控制结果 .这样调试好的控制器可以认为是实际控制器的原型（Prototype) ，显然此时的控制器显然要好于纯数字仿真下的控制器.嵌入式目标设计就是将 Simulink 下调试好的控制器直接生成 C 语言程序,并经过编译、 连接生成可执行的应用程序，下装并嵌入到控制用计算机上,使控制计算机可以脱离 MATLAB/Simulink环境直接用于实时控制 .RTW 工具箱提供了多个目标环境设置，例如有通用实时目标（GRT）、通用实时 Malloc 目标、Tornado 目标、DOS 目标等捆绑目标和实时视窗目标（RTWT)、XPC 等独立目标。利用这些目标，用户能快速，高质量的完成系统原型化设计和实时系统构建。在众多的目标环境...