基于rtw和vxworks的飞行控制系统实时仿真

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1、第19卷第11期系统仿真学报©Vol.19No.112007年6月JournalofSystemSimulationJun.,2007基于RTW和VxWorks的飞行控制系统实时仿真孔繁峨，陈宗基（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100083）摘要：介绍了一种使用Simulink/RTW建模工具和Tornado/VxWorks嵌入式实时操作系统进行飞行控制系统快速原型的方法。首先对一个非线性的纵向短周期运动的飞机模型进行了线性化后的动态逆控制系统的设计。该控制系统满足C*准则。然后使用Simulink的模型代码自动生成技

2、术，生成经优化的可直接在VxWorks系统上实时运行的应用程序，并且能够实时监控目标机的运行状态以及对Simulink模型实现在线调参。接着，以Pentium4处理器微机为目标机，在以太局域网的环境中下载可执行模块，实时运行和监控目标机的运行。最后，将实时仿真的结果与Simulink的数字仿真结果进行了对比分析。关键词：RTW；VxWorks；实时；飞控系统中图分类号：V249.1文献标识码：A文章编号：1004-731X(2007)11-2455-03Real-TimeSimulationofFlightControlSystemB

3、asedonRTWandVxWorksKONGFan-e,CHENZong-ji(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeihangUniversity,Beijing100083,China)Abstract:ArapidprototypemethodofflightcontrolsystemwasintroducedbasedonRTWinMatlab/SimulinkandTornado/VxWorks.Anonlinearlongitudinalshort-per

4、iodaircraftmodelwasgiven.AndadynamicinversioncontrolsystemsatisfiedwiththeC*.criterionwasdesignedbyfeedbacklinearization.RTWgeneratesoptimizedsourcecodeandexecutablemodulesbyusingautogeneratorfromtheSimulinkmodels.WhenrunninginVxworks,themodulescanbemonitoredreal-timean

5、dregulatedonline.Inanetherlocalareanet(LAN)environment,themodulesweredownloadedtothetargetcomputerbasedaPentimum4personalcomputerandrunreal-time.ComparedwiththeresultsonlyinSimulink,thecomparisonsimulationresultfiguresandsomeconclusionsweregiven.Keywords:RTW;VxWorks;Rea

6、l-Time;FlightControlSystem制律的使用，传统方法面临着可靠性和可行性的难题。因此引言机载操作系统的使用迫在眉睫，而VxWorks提供了一种可RTW(Real-TimeWorkshop)是Matlab图形建模仿真环境行可靠的选择。Simulink的一个重要功能扩展模块，它是一个基于Simulink在飞机控制律设计过程中，目前采用的通用方法是首先的源代码自动生成环境，能够直接从Simulink模型中生成优使用Matlab/Simulink及其相关工具快速的进行原理验证和仿化的、可移植的源代码，并能根据目标机的配置生

7、成相应的真；然后使用其它计算机语言(汇编、C、Ada等)将整个控制[1]实时应用程序。RTW支持多种快速原型化的目标机类型，系统全部手工重写，并生成可运行于机载操作系统之上的可其中就有VxWorks实时操作系统，可以让用户从Simulink模执行模块，通过多次的修改和调试最终生成实际中可用的可型直接生成可以在Tornado/VxWorks实时运行的实时应用。执行程序模块。这样的方法造成了极大的浪费和效率低下，VxWorks是美国WindRiver公司的提供的商业实时操作并且由于手工重写会造成与Simulink模型的偏差从而影响整系统，

8、以良好的可靠性和卓越的实时性广泛应用于通信、军个系统的一致性。得益于计算机技术的进步，RTW可以生成事、航空、航天等高精尖及实时性要求极高的领域中。它提与手工代码相比毫不逊色的代码，同时保持与Simulink模型供现代操