快速原型技術(shù)論文

快速原型技術(shù)論文

　　快速原型技術(shù)已經(jīng)成為每個工業(yè)領(lǐng)域快速產(chǎn)品研發(fā)的有力工具，下面是小編為大家精心推薦的快速原型技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　快速原型技術(shù)論文篇一

　　xPC―target快速原型化技術(shù)綜述

　　【摘 要】xPC-target是一個實時的內(nèi)核系統(tǒng)，是由Mathworks公司基于RTW框架體系提供和發(fā)行的產(chǎn)品。本文首先介紹了xPC-target快速原型化技術(shù)，仔細分析了xPC-target快速原型化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，最后講述了xPC-target API接口部分。結(jié)果表明xPC-target快速原型化技術(shù)有著很強的實用性。

　　【關(guān)鍵詞】xPC-target;快速原型化技術(shù);xPC-target API;RTW框架體系

　　【Abstract】XPC-target is the kernel of a real-time system， is provided by the Mathworks company based on the framework of RTW system and distribution of products. This paper first introduces the xPC-target， rapid prototyping technology， carefully analyses the xPC-target rapid prototyping system structure， finally tells the story of xPC-target API interface section. Results indicate that xPC-target， rapid prototyping technology has strong practicality.

　　【Key words】xPC-target;Rapid prototyping technology;xPC-target API;RTW framework

　　0 引言

　　xPC-target是一個實時的內(nèi)核系統(tǒng)，是由Mathworks公司基于RTW框架體系提供和發(fā)行的產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用32位保護模式運行在目標機上，用于產(chǎn)品的原型開發(fā)和測試。支持多種類型的I/O設(shè)備，用戶只需安裝相關(guān)軟件和編譯器就可將一個PC兼容機作為xPC目標實時系統(tǒng)。在了解了以上的基礎(chǔ)上，我們便可以理解到xPC-target在實時仿真方面有著其獨特的優(yōu)勢。

　　1 xPC-target快速原型化技術(shù)介紹

　　xPC-target作為matlab/simulink的一個工具箱，是一種基于標準PC硬件的實時系統(tǒng)進行設(shè)計、測試、調(diào)參的解決方案。xPC目標采用雙機模式，即宿主機(上位機)控制目標機(下位機)的技術(shù)途徑，目標機可以通過擴展各種I/O板卡與外交換信息形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)研發(fā)測試功能。

　　xPC-target的功能強大，操作簡單，用戶可以很方便實現(xiàn)對實時系統(tǒng)的快速原型化、測試和配置功能。普通配置的PC機都可以作為目標機嵌入xPC實時系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中實時運行Simulink和RTW通過編譯生成的應(yīng)用程序。

　　具有豐富的I/O設(shè)備驅(qū)動模塊庫，支持多種CAN總線。

　　宿主機和目標機通信通過RS232串口或者以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)。

　　MATLAB應(yīng)用程序界面采用客戶/服務(wù)模式，提供了九十多種函數(shù)用于宿主機對目標機的控制。

　　可以在程序運行時從宿主機或者目標機上動態(tài)調(diào)參。

　　在宿主機和目標機上都可以進行交互式的數(shù)據(jù)可視化和信號跟蹤。

　　支持Microsoft Visual C/C++ 5.0以上版本的開發(fā)工具。

　　xPC目標采用雙機模式，在上位機和下位機的選取時有多種方式。

　　2 xPC-target快速原型化系統(tǒng)組成

　　上位機：可以是一般的筆記本或臺式機，運行matlab/simulink，建立仿真模型，使用MATLAB環(huán)境下的RTW(Real Time Workshop)，通過關(guān)聯(lián)到xPC工具箱的編譯器，自動將simulink模型轉(zhuǎn)化為高效的可執(zhí)行C代碼，并且通過RS232或者TCP/IP通信協(xié)議，將該程序從上位機中下載至目標機中實時地運行。如使用TCP/IP通信協(xié)議，通過交換機可以實現(xiàn)一臺上位機控制多臺目標機的功能。

　　將simulink模型設(shè)置為外部模式下，可以在上位機中直接在線調(diào)整simulink模塊或者變量參數(shù)，實現(xiàn)在線調(diào)參;通過設(shè)置host scope 可以實現(xiàn)在上位機中任意觀測目標機中變量波形。

　　目標機：可以是具有PCI插槽的臺式機或者工控機，通過上位機生成的啟動盤(U盤或者光盤)啟動，運行啟動盤中的實時系統(tǒng)，以運行上位機下載的C代碼，在本論文中的風機換流器的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由于涉及到電力電子原件，需要盡可能的降低運行步長，可以使目標機運行方式采用“polling”模式，而非中斷模式，可以在運算時間不溢出的前提下最大限度降低運行步長，在計及多功能數(shù)據(jù)采集卡、網(wǎng)絡(luò)通信模塊(此處不是與上位機進行通信)與模型運行時間，可以將最大運行步長控制在50微秒以下。

　　3 xPC-target API接口介紹

　　xPC-target 的API應(yīng)用程序編程接口允許用戶自定義U/I界面。可通過其他軟件調(diào)用相應(yīng)程序，實現(xiàn)自定義監(jiān)控與控制面板。

　　API是應(yīng)用程序編程接口(Application Program Interface)的簡稱，是操作系統(tǒng)留給應(yīng)用程序的一個調(diào)用接口。API是一些預(yù)先定義的函數(shù)，目的是提供應(yīng)用程序與開發(fā)人員基于某軟件或硬件的以訪問一組例程的能力，而又無需訪問源碼，或理解內(nèi)部工作機制的細節(jié)。一個API就是一個規(guī)范，它規(guī)定了兩個軟件之間的數(shù)據(jù)交換方式。xPC-target提供了多個API，這些接口提供了相同的功能來定制的解決方案，用戶可以創(chuàng)建自定義應(yīng)用程序來控制實時應(yīng)用程序在目標上運行。xPC-target為用戶創(chuàng)建自己的宿主機圖形界面提供一系列的API函數(shù)，用來處理上下位機之間的通信，管理目標機程序以及信號的監(jiān)視和參數(shù)的調(diào)整，通過這些函數(shù)用戶可以創(chuàng)建控制目標機實時程序的界面。xPC-target有兩個很強的應(yīng)用程序接口，分別是xPC-target API和xPC-target COM API。通過這兩種接口方式用戶可以充分的進行控制和觀測信號完成對界面操作的相關(guān)功能。

　　1)xPC-target API

　　使用xPC-target API用戶可以實現(xiàn)以下功能：

　　1 通過以太網(wǎng)或者串口建立主機和目標機之間的通信;

　　2 加載目標應(yīng)用程序dlm文件到目標計算機;

　　3 在目標機上運行加載的應(yīng)用程序;

　　4 監(jiān)視目標應(yīng)用程序在目標機上的運行狀況;

　　5 控制應(yīng)用程序在目標機上的開始和停止;

　　6 將應(yīng)用程序從目標機上卸載;

　　7 關(guān)閉主機和目標機之間的連接。

　　2)xPC-target COM API

　　xPC-target COM API是一個開放的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境接口，應(yīng)用于微軟COM標準和xPC-target進行協(xié)調(diào)工作。xPC-target COM API 提供與xPC-target 相同功能的函數(shù)組。xPC-target API是C函數(shù)的動態(tài)鏈接庫，xPC-target COM API 是組織在一起的對象，類和函數(shù)的集合。可以通過一些圖形開發(fā)界面來操作這個集合。使用這些圖形開發(fā)環(huán)境可以建立能和xPC-target 應(yīng)用程序交互的用戶界面程序。

　　4 結(jié)論

　　本文介紹了xPC-target快速原型化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成以及xPC-target API的接口部分。通過對xPC-target硬件及軟件的講述表明了xPC-target技術(shù)的可實用性。

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