试析基于matlab的实时控制平台的开发

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1、工学硕士学位论文基于MATLAB的实时控制平台的开发DEVELOPMENTOFMATLAB-BASEDREALTIMECONTROLPLATFORM何智佳哈尔滨工业大学2006年12月国内图书分类号：TP391.9国际图书分类号：621工学硕士学位论文基于MATLAB的实时控制平台的开发硕士研究生：何智佳导师：丘立教授申请学位：工学硕士学科、专业：控制理论与控制工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2006年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP391.9U.D.C:621DissertationfortheM

2、asterDegreeofEngineeringDEVELOPMENTOFMATLAB-BASEDREALTIMECONTROLPLATFORMCandidate:HeZhijiaSupervisor:Prof.QiuLiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlTheoryandEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2006Degree-Conferring-In

3、stitution:HarbinInstituteofTechnologyTomyfuture摘要最近十年来控制器快速原型化和硬件在回路仿真技术得到了广泛的应用。这两项技术在工业上的应用使得产品开发周期大为缩短；在教育中使用这些技术可使学生把控制算法应用在实际对象上而又不需要进行程序的编写，从而可以更专注于控制理论的掌握和应用而不会把精力分散到编程上面。本文讨论了如何在MATLAB/Real-TimeWindowsTarget的基础上开发具有高性价比的实时控制平台。本平台可用于控制器快速原型化设计和硬件在回路仿真。本平台与Quanser的相

4、关控制产品是兼容的。本系统包括信号采集板，PWM功率放大器和相应的软件。被控对象的输出，比如位置和速度信息，由信号采集板采集之后通过串行通信口传送到计算机。控制量由在计算机中运行的控制算法运算得出并下载到信号采集板，控制量经过PWM功率放大器驱动电机等执行机构。本文还讨论了利用本系统进行角度伺服实验和球杆系统实验。实验结果表明本系统完成了所期望的功能，性能良好。关键字：控制器快速原型化；实时控制；Real-TimeWindowsTargetABSTRACTRapidcontrolprototyping(RCP)andhardware-in-

5、the-loop(H.I.L)simulationiswidelyusedinbothindustrialandeducation.Inordertomodifythecontrolalgorithmeasilyintherealtimecontroller,therealtimecontrollershouldbecombinedwithCACSDsoftware.RCPandH.I.Lsimulationcanacceleratethedevelopmentoftheproduct.Italsoprovidesaneasytousere

6、altimecontrolplatformforthestudents.ThethesisdiscusseshowtodeveloparealtimecontrolplatformbasedonReal-TimeWindowsTarget.Thissystemcanbeusedforrapidcontrolprototypingandhardware-in-the-loopsimulation.ThesystemisdesignedtobecompatiblewithQuanser’sproduct.Thedevelopedsystemco

7、nsistsofaterminalboard,aPWMamplifierandcorrespondingsoftware.Theoutputoftheplant,suchaspositionandvelocity,isacquiredbytheterminalboardandsenttotherealtimecontrollerrunninginaPCthroughserialport.Thecontrolsignaliscalculatedinrealtimeandsenttotheterminalboard.Thissignalisse

8、nttothePWMamplifiertodrivetheactuator.Experimentsarecarriedouttocheckthefunctionalityandp