dSPACE là một gúi phần mềm rất mạnh được thiết kế cho cỏc mụ phỏng thời gian thực tốc độ cao.
Cả phần cứng và phần mềm dSPACE đều rất dễ cài đặt và sẵn sàng thực hiện những tỏc vụ từ đơn giản đến phức tạp và đa biến.
Phần mềm dSPACE bao gồm:
- Control Desk: là một giao diện người dựng đồ hoạ GUI quản lý bo mạch dSPACE. Nú cung cấp cỏc chức năng nạp, khởi động, kết thức cỏc ứng dụng thời gian thực trờn bo mạch.
- Thư viện thời gian thực RTIlib1104 bao gồm tất cả cỏc hàm cần thiết để lập trỡnh cho DS1104.
- TRACE: Cung cấp cỏc khả năng theo dừi cho bất kỳ ứng dụng vào chạy trờn bo mạch xử lý tớn hiệu số DS1104.
- COCKPIT: một bảng cỏc dụng cụ cung cấp cỏc đầu ra và sự hiệu chỉnh tương tỏc của cỏc biến.
4.2.3.1. Điều khiển vị trớ Encoder
*. Cỏc kờnh encoder của Card DS1104 cũng được quản lý bởi Master PPC, với cỏc đặc điểm sau:
Hai kờnh vào số encoder
Hỗ trợ single-ended TTL và cỏc tớn hiệu RS422
Bộ đếm vị trớ 24 bit
Tần số xung encoder max cú thể đếm được 1.65MHz
Hỡnh 4.4: Cấu trỳc điều khiển trờn Matlab/Simulink
4.2.3.2. Điều khiển PWM (Pulse Width Modulation)
Sự điều chế tớn hiệu PWM quyết định đến nhiều cỏc ứng dụng điều khiển chuyển động và điều khiển động cơ của Card DS1104. Tớn hiệu PWM là cỏc chuỗi xung với tần số và biờn độ khụng đổi, độ rộng xung thay đổi được. Cú một xung với biờn độ khụng đổi trong mỗi chu kỡ. Tuy nhiờn độ rộng xung thay đổi được từ 0 đến thời gian một chu kỡ tương ứng với tớn hiệu điều chế. Khi tớn hiệu PWM được đưa đến cực điều khiển của Trazitor cụng suất, làm Tranzitor cụng suất đúng cắt để biến đổi thành PWM của điện ỏp đặt lện tải, giống tương tự như tớn hiệu điều chế. Tần số của của tớn hiệu PWM thường cao hơn tần số của tớn hiệu biến điệu, hoặc tần số cơ bản, vỡ vậy mà năng lượng cấp đến cho động cơ hoặc tải phụ thuộc chủ yếu vào tớn hiệu điều biến.
Xõy dựng một mụ hỡnh mụ phỏng thời gian thực: Liờn lạc với cỏc kờnh vào/ra được thực hiện qua hai khối của thư viện dSPACE là DS1104ADC và DS1104DAC. Chỳng sẽ thay thế cỏc khối tạo tớn hiệu mụ phỏng (Signal Generator) và cỏc khối quan sỏt (Scope).
Kộo cỏc khối DS1104ADC và DS1104DAC vào mụ hỡnh từ thư viện dSPACE và thay thế chỳng vào vị trớ của cỏc khối phỏt tớn hiệu mụ phỏng và cỏc khối quan sỏt. Kờnh tớn hiệu vào tương tự được định tỷ lệ bởi phần cứng với một tỷ số 1:10. Điều này cú nghĩa là 10V ở đầu vào sẽ được đọc là 1V trong mụ hỡnh. Kờnh tớn hiệu ra tương tự cũng được định tỷ lệ bởi phần cứng với cựng tỷ số. Vỡ vậy, 1V tớn hiệu được tạo ra trong mụ hỡnh cú biờn độ 10V ở thiết bị kết nối. Do đú, cần thờm hai khối khuếch đại từ thư viện Math vào mụ hỡnh để đọc chớnh xỏc cỏc giỏ trị từ cỏc kờnh tương tự đầu vào cũng như ghi chớnh xỏc cỏc giỏ trị tới cỏc kờnh đầu ra.
Hỡnh 4.5: Downloading and Building
Thay đổi cỏc tham số mụ phỏng nếu cần thiết. Cú thể lưu mụ hỡnh dưới một tờn khỏc để bảo toàn mụ hỡnh mụ phỏng.
Tiếp theo, chọn lệnh RTW Build (hỡnh 4.5) trong menu Tools. Trong cửa sổ Matlab Command Window xuất hiện một danh sỏch cỏc thụng bỏo. Cỏc thụng bỏo này tương ứng với cỏc bước khỏc nhau mà phần mềm RTI thực hiện nhằm biến đổi mó Simulink thành mó DSP. Một cửa sổ xuất hiện yờu cầu người sử dụng khẳng định tỏc vụ của timer (timer task). Xỏc nhận thời gian lấy mẫu chớnh xỏc trong danh sỏch tỏc vụ rồi nhấnContinue.
Đầu tiờn là giai đoạn biờn dịch, trong giai đoạn này file Simulink (*.mdl) được chuyển sang file C (*.C). Sau đú là giai đoạn liờn kết, ở giai đoạn này tất cả cỏc biến và cỏc chương trỡnh con được làm cho tương quan với mụi trường DSP. Cuối cựng mó được biến đổi thành một file đối tượng cú phần mở rộng là *.obj và được nạp vào bộ nhớ của DSP và sự thực thi nú bắt đầu.
Tạo ứng dụng với Control Desk
Để tương tỏc với hệ thống, chỳng ta cần quan sỏt, hiệu chỉnh và phõn tớch cỏc biến. Vỡ điều này, dSPACE kốm theo một giao diện người dựng đồ hoạ của nú gọi là Control Desk.
Control Desk là một phần mềm đi kốm trong hệ thống dSPACE, cho phộp người dựng quan sỏt cỏc biến, hiển thị tỏc động của cỏc biến và hiệu chỉnh cỏc tham số mụ
Hỡnh 4.6: Giao diện Control Desk
phỏng bằng cỏch tương tỏc trực tiếp với bo mạch DSP. Để xõy dựng một ứng dụng bằng Control Desk (mỗi ứng dụng được gọi là một thớ nghiệm-experiment), cần thực hiện qua cỏc bước sau:
+ Khởi động Control Desk và lựa chọn cỏc toolbar được đỏnh dấu như ở hỡnh 4.6.
Cửa sổ Tool Window được hiển thị ở dưới màn hỡnh. Cỏc thẻ (Tap) hiển thị cỏc cụng cụ hiện đang sử dụng. ở hỡnh 4.6 hiện tại chỉ sử dụng hai cụng cụ là Log Viewer (Trỡnh xem cỏc giải thớch) và Reference Data Manager (trỡnh quản lý dữ liệu chuẩn).
Quan sỏt trờn màn hỡnh sẽ thấy hai tớn hiệu vào và ra được vẽ trờn Plotter. Cứ sau hai giõy, thỡ hỡnh ảnh hiển thị lại bị xoỏ và một tập dữ liệu mới lại được hiển thị.
Thay đổi hệ số khuếch đại bằng cỏch di chuyển con trượt của Slider và quan sỏt sự thay đổi của cỏc tớn hiệu.
Hỡnh 4.7: Hệ thống thớ nghiệm hệ truyền động bỏnh răng
Hỡnh 4.8: Hệ thống ghộp nối mỏy tớnh với hệ truyền động (động cơ)