j δ Re{z}
4.3.3. Realtime Windows Target
Real-time windows target là một giải pháp máy tính cho sự tạo nguyên mẫu và kiểm tra hệ thống thời gian thực. Đây là một môi trường nơi mà bạn sử dụng máy tính đơn lẻ như một máy chủ và một đích đến.Trong mơi trường này, bạn sử dụng máy tính để bàn, máy tính cá nhân của bạn với Matlab, Simulink và Stateflow để tạo ra các dạng sử dụng các khối
Simulink và sơ đồ Stateflow .
Sau khi tạo ra một mơ hình và mơ phỏng nó với Simulink, bạn có thể sinh ra mã thực thi
được với Real-time workshop, Stateflow Coder và trình biện dịch Open C/C++. Tiếp theo bạn
có thể chạy các ứng dụng của bạn trong thời gian thực với các hình thức ngồi Simulink.
Sự tích hợp giữa mơ hình bên ngồi Simulink và Real-time windows target cho phép bạn sử dụng Simulink như một đồ họa giao diện người sử dụng cho:
+ Sự hiển thị tín hiệu : Sử dụng như khối Scope trong Simulink,bạn có thể sử dụng để hiển thị tín hiệu trong suốt q tình mơ phỏng khơng gian thực và để hiển thị tín hiệu trong khi chạy ứng dụng thời gian thực .
+ Tham số điều chỉnh :Sử dụng hộp hội thoại Block Parameter để thay đổi tham số cho
ứng dụng của bạn trong khi nó chạy trong thời gian thực.
a) Các ứng dụng đặc trưng cho Real-time windows target
+ Điều khiển thời gian thực : Tạo một nguyên mẫu ban đầu của một máy tự động, máy
tính là thiết bị ngoại vi và hệ thống điều khiển máy móc đo điểm.
+ Sự mơ phỏng phần cứng trong chu kì thời gian thực: Tạo một nguyên mẫu của
người điều khiển kết nối 1 mơ hình vật lý. Tạo một nguyên mẫu của một đối tượng kết nối
với một bộ điều khiển thực.
+ Về vấn đề học tập: Dạy khái niệm và biện pháp cho việc mơ hình hóa, mơ phỏng, kiểm tra hệ thống thời gian thực và các dạng lặp.
+) Thời gian gián đoạn :Hạt nhân được chia thành các phần gián đoạn từ bộ định thời
(xung) PC trước khi hệ thống vận hành Windows nhận nó. Khối máy thường được gọi tới hệ
thống vận hành Windows. Bởi vì điều đó mà bạn không thể sử dụng Win32.
Hạt nhân được sử dụng làm gián đoạn, được dùng để kích hoạt sự hoạt động của các mơ hình biên dịch. Như một tất yếu, hạt nhân có thể đưa ra các ứng dụng thời gian thực đạt được quyềt ưu tiên cao nhất .
b) Môi trường phần cứng
Môi trường phần cứng bao gồm một máy tính PC thích hợp và các bảng đấu vào/ra.
+ Máy tính PC- thích hợp.
Bạn có thể sử dụng vài máy tính PC- thích hợp chạy được với Windows NT4.0 , Windows 2000 hoặc Windows XP.
Máy tính của bạn có thể là máy tính để bàn, máy tính xách tay I/O Driver Support. Real- time windows target sử dụng các bảng đầu vào/ra chuẩn và không hề đắt cho máy tính PC- thích hợp. Khi chạy các định dạng của bạn với thời gian thực, Real-time windows target thu
được dữ liệu trích mẫu từ một hoặc nhiều hơn các kênh đầu vào, sử dụng dữ liệu như đầu vào
cho các dạng sơ đồ khối của bạn, sử lý tín hiệu ngay lập tức, và gửi nó quay lại với thế giới bên ngồi thơng qua một kênh đầu ra trên bảng đầu vào/ra của bạn.
Bảng I/O Real-time windows target thích hợp cho dải rộng của các bảng I/O. Danh sách sự thích hợp bảng I/O bao gồm ISA, PCI và PCMIA. Điều này bao gồm từ tương tự sang số ( A/D), từ số sang tương tự (D/A) đầu vào số, đầu ra số và đầu vào mã hóa..
+ Thư viện các khối điều khiển I/O.
Real-time windows target cung cấp một thư viện khối Simulink yêu cầu. Thư viện khối
điều khiển I/O bao gồm các bộ điều khiển vạn năng cho sự thích hợp của các bảng I/O.
Những khối vạn năng này được cấu tạo để vận hành với thư viện của các bộ điều khiển thích hợp .Điều này cho phép định vị dễ dàng của các khối điều khiển và các bảng I/O có cấu tạo
đơn giản.
Bạn gắp và thả các khối điều khiển I/O vạn năng từ thư viện I/O, giống như là bạn sẽ làm từ thư viện khối Simulink chuẩn. Bạn kết nối một khối điều khiển I/O tới mơ hình của bạn ngay như bạn kết nối mọi khối Simulink chuẩn.
- Đầu vào tương tự.
- Ra tương tự
- Vào số
- Ra số
- Đầu vào đếm
- Đầu vào mã hóa.
Real-time windows target cung cấp các khối điều khiển cho hơn 200 bảng đầu vào/ra. Những khối điều khiển này kết nối mơ hình vật lý với ứng dụng thời gian thực của bạn.
c) Môi trường phần mềm
Môi trường phần mềm Real-time windows target là nơi để thiết kế, xây dựng và kiểm
tra một ứng dụng với không thời gian thực và thời gian thực.
Mô phỏng không thời gian thực
Bạn tạo mơ hình sử dụng Simulink trong một mơ hình bình thường cho quá trình mơ phỏng khơng thời gian thực trên máy tính PC của bạn .
Mơ hình Simulink: Tạo sơ đồ khối trên Simulink sử dụng các công đoạn gắp thả đơn giản và sau đó vào giá trị của khối tham số và lựa chọn một chuẩn lấy mẫu.
Mô phỏng không thời gian thực: Simulink sử dụng một vectơ thời gian được tính cho
bước nhảy mơ hình Simulink. Sau khi đầu ra được tính tốn cho một giá trị thời gian,
Simulink ngay lập tức lặp lại q trình tính tốn cho giá trị thời gian tiếp theo. Việc sử lý này
được lặp lại cho đến khi nó ảnh hưởng đến thời gian dừng.
Bởi vì vectơ thời gian tính tốn này khơng được kết nối với một xung phần cứng, đầu ra
được tính tốn với khơng thời gian thực nhanh như máy tính của bạn có thể chạy. Thời gian
gian thực ứng dụng thời gian thực này sử dụng tham số sẵn có ban đầu từ mơ hình Simulink tại thời gian của sự hình thành mã.
Nếu bạn sử dụng thời gian liên tục hợp thành trong mơ hình của bạn và mã phát sinh với Real-time workshop bạn phải sử dụng một thuật tốn tích phân bất định.
Sự thực hiện thời gian thực Real-time windows target cung cấp một phần mềm cần thiết, nó sử dụng nguồn dự trữ thời gian thực trên phần cứng máy tính của bạn. Dựa trên sự lựa chọn trích mẫt định mức của bạn, Real-time windows target sử dụng làm đứt quãng để nhảy ứng dụng của bạn trong thời gian thực tại một định mức riêng. Với mỗi lần ngắt mới quá
trình tính tốn thực thi được tất cả khối đầu ra từ kiểu mẫu của bạn.
Trình tự xử lý
Trong môi trường Real-time windows target bạn sử dụng máy tính PC của bạn với
MATLAB, SIMULINK, Real-time workshop và Real-time windows target
1/ Thiết kế một hệ thống đk : sử dụng MatLab và hộp công cụ hệ thống điều khiển để thiết kế và lựa chọn hệ số hệ thống cho bộ điều khiển của bạn.
2/ Tạo một mơ hình Simulink : Sử dụng các khối Simulink tạo mơ hình đồ họa cho hệ thống vật lý của bạn.
3/ Chạy mô phỏng với khơng có thời gian thực kiểm tra trạng thái mơ hình của bạn
trước khi bạn tạo một ứng dụng thời gian thực.
4/ Tạo một ứng dụng thời gian thực: Real-time workshop sinh ra mã C từ mơ hình Simulink của bạn.Trình hiện dịch Open Watcom C/C ++ biên dịch mã C thành sự thực thi
được và chạy với hạt nhân Real-time windows target .
5/ Chạy một ứng dụng trong thời gian thực: Máy tính PC của bạn là một máy tính mục
tiêu để chạy một ứng dụng thời gian thực.
6/ Phân tích và hiển thị dữ liệu tin hiệu: Sử dụng các hàm Matlab để vẽ dữ liệu, lưu tới Matlab work space hoặc là một ổ đĩa.
Khái niệm hệ thống:
Hiểu chi tiết hơn về Real-time workshop và Real-time windows target có thể giúp bạn khi tạo và chạy ứng dụng của bạn trên miền thời gian thực.
trị tham số mới và cài đặt chúng vào vị trí bộ nhớ riêng để sử dụng trong ứng dụng thời gian thực. Trong một vài Real-time workshop target như là Torna cho Target, giao diện truyền thông sử dụng giao thức TCP/IP. Trong trường hợp này của Real-time windows target máy tính chủ cũng được phục vụ như một máy tính đích đến. Thành ra chỉ có bộ điều khiển các thiết bị ảo mới cần được thay đổi tham số giữa khoảng trống nhớ và bộ nhớ của Matlab và
Simulink, cái mà đã đạt được từ ứng dụng thời gian thực.
Sự thu thập tín hiệu: Bạn có thể thu và thể hiện các tín hiệu từ ứng dụng thời gian thực của bạn trong khi nó đang chạy. Dữ liệu tín hiệu được phục hồi từ ứng dụng trên miền thời gian thực và thể hiện giống như khối Simulink Scope bạn sử dụng cho việc mơ phỏng mơ hình của bạn.
Thay đổi tham số: Bạn có thể thay đổi các tham số trong sơ đồ khối Simulink của bạn và
có các tham số mới qua một cách tự động tới các ứng dụng trên miền thời gian thực. Mơ hình
bên ngồi Simulink thay đổi tham số trong ứng dụng thời gian thực trong khi nó đang chạy.
Vùng đệm dữ liệu và quá trình truyền tải dữ liệu.
Ở mỗi khoảng trích mẫu của ứng dụng thời gian thực, kho tàng Simulink có liên quan các điểm dữ liệu trong bộ nhớ cho đến khi vùng đệm dữ liệu đã bị đầy.Một bộ đệm dữ liệu đã đầy, Simulink ngừng quá trình bắt dữ liệu trong khi dữ liệu được truyền trở lại Matlab thông
qua mơ hình bên ngồi Simulink. Tuy nhiên ứng dụng thời gian thực của bạn vẫn tiếp tục
chạy.
Dữ liệu được bắt với một gộ đệm là có liên quan khi một bộ đệm của dữ liệu được truyền đến Simulink, nó ngay lập tức được vẽ lên khối Simulink Scope hoặc có thể được lưu vào Mat- file sử dụng đặc điểm lưu trữ dữ liệu của kiểu mẫu bên ngoài Simulink.
Với việc lưu trữ dữ liệu, mỗi bộ đệm của dữ liệu có thể được lưu vào Mat- file riêng của nó. Tên của Mat-file có thể tự động ra tăng, cho phép bạn bắt và tự động lưu nhiều bộ đệm dữ liệu. Mặc dù các điểm trên bộ đệm được liên quan đến nhau nhưng thời gian yêu cầu truyền dữ liệu trở lại Simulink vẫn phải bị tạm ngừng cho bộ gom dữ liệu đến khi toàn bộ bộ đệm đã