2008_基于labview的实时控制与仿真技术应用研究new

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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于LabVIEW的实时控制与仿真技术应用研究姓名：王欢申请学位级别：硕士专业：航空宇航推进理论与工程指导教师：张天宏20081201南京航空航天大学硕士学位论文摘要LabVIEW作为一种功能强大的虚拟仪器开发环境得到了越来越广泛的应用。本文以增强系统实时性及提高开发效率为目的，开展了基于LabVIEW的实时控制与仿真技术研究，并进行了实验验证。在实时仿真方面，提出了一种将Matlab和虚拟仪器结合起来开发实时仿真系统的方法。利用Matlab/Simulink的实时代码生成工

2、具箱（Real-timeWorkshop，RTW）将Simulink模型转化为C代码，再通过动态链接库（DynamicLinkLibrary，DLL）技术将C代码导入LabVIEW虚拟仪器实时平台，实现实时仿真系统的快速开发。经电机模型仿真实例验证，该方法既可以充分利用Simulink的建模优势，又可以发挥虚拟仪器技术在灵活的实时软硬件平台和丰富的人机界面设计方面的优点，相对于传统的基于C语言开发实时仿真系统，该方法具有方便快捷的特点。在实时控制方面，分析了Windows环境下实时控制的几种方法，重点研

3、究了基于RTX的实时控制系统。构建了一种基于RTX和LabVIEW的实时控制系统，利用RTX扩展Windows实时性，利用LabVIEW开发人机界面，RTX的实时任务和LabVIEW应用程序之间通过共享内存及DLL技术关联。串口通信、数据采集及PID控制实例验证了系统的实时性。最后分析了实时控制与仿真系统中的通信问题，介绍了LabVIEW的几种网络通信协议。设计了基于TCP/IP的主从式应用系统，并对其实时性进行了验证。结果表明，该网络通信方式可以满足局域网环境下系统的实时性和稳定性要求。研究表明，将L

4、abVIEW引入实时控制与仿真领域是可行的，不仅可以实现系统实时性，还提高了开发效率。关键词：虚拟仪器，LabVIEW，实时仿真，实时控制，Matlab/Simulink/RTW，RTX，网络通信I基于LabVIEW的实时控制与仿真技术应用研究AbstractAsapowerfulVirtualInstrumentdevelopmentenvironment,LabVIEWhasbeenwidelyusedinindustry.Inordertoenhancereal-timeperformanceof

5、thesystemandimprovethedevelopmentefficiency,thetechnologyofreal-timecontrolandsimulationbasedonLabVIEWisstudied,andverifiedbysometests.Intherespectofreal-timesimulation,aneffectivemethodisproposed,whichcombinestheMatlab/SimulinkandVirtualInstrumentforthe

6、developmentofreal-timesimulationsystem.ThesimulinkblocksareconvertedintoCcodeautomaticallybyReal-timeWorkshop(RTW),whichisatoolboxofMatlab,theCcodeisimportedintoLabVIEWvirtualinstrumentalreal-timeplatformbyDynamicLinkLibrary(DLL).Thereal-timesimulationsy

7、stemcanbedevelopedrapidlyinLabVIEW.AmotorexamplehasverifiedthatthismethodcancombinetheadvantagesofSimulinkmodelisationandVirtualInstrument’sstrongpointofflexiblereal-timeplatformsandabundantresourceofdesigninghuman-machineinterface.Comparingwiththeconven

8、tionalC-basedmethodofdevelopingthereal-timesimulationsystem,thismethodisconvenientandrapid.Intherespectofreal-timecontrol,themethodsofhowthereal-timecontrolcarryoutinWindowsareanalyzed,andthereal-timecontrolbasedonRTXismai