基于PC的实时系统中关键技术的研究与应用

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1、摘要摘要实时系统在计算机数字实时仿真、多媒体通信、在线事务处理、生产过程控制以及交通控制等诸多领域得到了广泛的应用。而电力系统动态数字实时仿真已成为规划电力系统，设计与检验电力系统控制、保护以及调度设备的主要工具。随着电力系统结构日益复杂和计算机技术的迅猛发展，基于微机的实时数字仿真系统以其成本低，升级容易，发展潜力大等优点逐渐代替了传统的电力系统动态模拟装置。开发基于通用PC机及系统软件的电力系统动态数字实时仿真系统，已成为一个重要而有意义的研究课题。本文分析比较了多个实时操作系统的实现机理，对RT-

2、Linux实时机理进行了重点分析，特别是实时操作系统技术特点、实时操作系统的功能、实时操作系统的任务调度方式、实时操作系统的性能指标等方面进行了全面的讨论，同时对MATALB中实时模块的原理进行了详尽的分析和相应的测试。在对实时操作系统中的关键技术进行了深入的研究的基础上，基于WindowsNT／2000操作系统的内核机制，探讨了通用PC机的实时系统实现原理及WindowsNT／2000操作系统在实时应用中的一些重要技术，实现了一个基于PC／windows环境的基本实时系统，并就其在电力系统动态数字实时

3、仿真中的应用进行了相应的试验。仿真结果表明，基于PC／windows实时环境的电力系统动态数字实时仿真系统能够满足线路继电保护装置闭环测试领域的需要。最后，论文对研究工作进行了总结，并就进一步工作的方向进行了展望。关键词：实时操作系统，动态数字实时仿真，内核模式，任务调度AbstractABSTRACTReal-timesystemsarewidelyappliedindigitalreal-timesimulationwithcomputers，multimediacommunication，onli

4、netransactionhandling，controlofproductionprocessandtrafficcontroletc．Thedynamicanddig“alreal．timesimulationofpowersystemisbelievedasanindispensabletoolforpowersystemplanning，protectiveandcontroldevicesdesigningandtesting．Withtheenlargementinscaleofthepow

5、ersystemandthedevelopmentintechnologyofthecomputer,thedigitalreal—timesimulationsystembased011generalcomputergraduallyreplacesthetraditionaldynamicsimulationasitslowcostandconvenientupgrade．Thedynamicanddigitalreal—timesimulationsystemsofpowersystembased

6、onPCandgeneralSoftwarehavebecomeasignificantresearchdirection．Inthispaper,weanalysesandcomparethemechanismofseveraltypicalreal-timeoperatingsystemssuchaSRT-Linuxetc．Wealsodiscussthemainfeatures，functions，taskschedulingmethodsandperformancesoftheRTOS．Inad

7、dition，westudytheimplementationarchitecturesofthereal—timemodulesinMATLAB．BasedonthedeepandfullresearchofthesekeytechnologiesofRTOS，someprimaryimplementationarchitecturesofreal—timesystemsbasedonPCsandsomeimportanttechnologiesofWindowsNT／2000inthereal-ti

8、meapplicationsareresearchedbymeansofdetailedandin—depthresearchingandanalyzingofthekernelmechanismsofWindowsNT／2000．Furthermore，adynamicdigitalreal．timesimulationsystemofpowersystembasedonPCandWindowsNT／2000isdesignedandim