CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ MATLAB REALTIME WORKSHOP

Chuyên đề tập trung đưa ra:1. Công cụ tạo mã chương trình tối ưu từ các mô hình Simulink2. Xây dựng các chương trình có thể làm tăng tốc quá trình mô phỏng3. Vận dụng với nhiều đối tượng khác nhau4. Công cụ giám sát tín hiệu và điều chỉnh thông số với chế độ Simulink giao tiếp ngoài5. Hỗ trợ các hệ thống liên tục rời rạc và hỗn hợp

Chuyên đề : Matlab/Realtime

Workshop

Trình bày : Nguyễn Ngọc Tú

Bộ môn Thiết bị điện

số với chế độ Simulink giao tiếp ngoài

Giao diện giám sát/gỡ rối của chế

độ Simulink giao tiếp ngoài

Ta có thể quan sát các tín hiệu cần thiết dùng các khối Scope

Giao diện giám sát/gỡ rối của chế

độ Simulink giao tiếp ngoài

Real-time Windows Target

• upload dữ liệu tới các Scope

• upload dữ liệu tới các khối

display

• upload dữ liệu tới các khối

tự tạo (các S-function)

• blockset Dials and Gauges

hỗ trợ việc thiết kế giao diện

xPC Target

Matlab Simulink

RTW xPC Target

Realtime Kernel

I/O (phần cứng)

Cáp giao tiếp Host - Target

Đối tượng (thực)

• DA, AD, DIO, counter

• CAN, RS232, GPIB

PC, laptop with PCI/ISA bus eBook for You

Realtime Workshop

 Mô hình Realtime có thể dùng hầu hết các

khối của Simulink bao gồm các hệ thống

liên tục và rời rạc

 Khi tạo code Realtime phải dùng thuật toán

tích hợp fixed-step Realtime Workshop

không hỗ trợ M-file S-function

 Mô hình Simulink có thể loại bỏ mô hình hệ

thống vật lý và thay thế bằng các khối I/O

kết nối vơi các cảm biến và cơ cấu chấp

hành

The Realtime Workshop : Lựa chọn cấu hình target

Realtime target

 Realtime Windows Target : Host

PC chung với Target PC

 xPC Target : Host PC riêng biệt với

Target PC

Ưu điểm của xPC Target là có

khoảng cách dài giữa Host và Target

PC

xPC Target

 Realtime Kernel :bios, kernel và

loader

 Ứng dụng Realtime

 Thu thập và giám sát tín hiệu trên

Host PC hay Target PC

 Điều chỉnh thông số

Realtime Kernel

cài đặt trên Target PC Ta phải khởi động Target

PC với một đĩa khởi động trong đó có xPC Target Kernel được tạo ra trong Matlab

 Đưa đĩa mềm vào và nhấn OK

Ứng dụng thời gian thực Realtime

Realtime Workshop, Stateflow Coder, xPC

Target và một trình biên dịch C có thể

tạo ra một ứng dụng thời gian thực từ

một mô hình Simulink và Stateflow

Ứng dụng Realtime được tạo ra với

Realtime Workshop và xPC Target có thể

chạy thời gian thực trên một PC tiêu

chuẩn mà không cần dùng hệ điều hành

Window

Thu thập tín hiệu

xPC Realtime Kernel lưu dữ liệu của

tín hiệu từ ứng dụng thực trong Ram

của Target PC -> có thể phân tích và

hiển thị các tín hiệu

hiệu không có thông tin về thời gian

trong khi ứng dụng đang chạy, và hiển thị sau

khi ứng dụng thực ngừng chạy

và hiển thị trong khi ứng dụng đang chạy

Điều chỉnh thông số

 xPC Target hỗ trợ việc tương tác để

điều chỉnh thông số trong khi ứng

dụng thực đang hoạt động trong thời

gian thực Việc thay đổi thông số sẽ

có tác động lập tức lên các tín hiệu

ngõ ra

 xPC Target cũng có thể thay đổi

thông số trong khi ứng dụng đang

chạy hay giữa các lần chạy bằng lệnh

(command)

Realtime Windows Target

Realtime Windows Target là một giải pháp

máy tính để đánh giá và thử nghiệm các hệ

thống thời gian thực, trong đó sử dụng một

PC để làm chức năng Host và Target

 Realtime Kernel : PC clock, I/O driver,

Simulink external mode

Ví dụ minh họa sử dụng Realtime

Windows Target

 Xây dựng mô hình Simulink

 Mô phỏng mô hình Simulink

Kiểm tra đáp ứng của mô hình không chạy

trong thời gian thực

 Ứng dụng Realtime Windows Target

Tạo mã Realtime, liên kết với phần cứng

Xây dựng mô hình Simulink

Giới thiệu Card NI PCI-MIO-16E-1

Gi ới thiệu card PCI-MIO-16E-1

 Digital I/O : 8

 ADC 12 bit : 16 kênh single-ended

hay 8 kênh differential

Tốc độ 1.25 MS/s

 DAC 12 bit : 2 kênh Tốc độ 1 MS/s

 Timing I/O : 2 up/down

counter/timers

Sử dụng C S-function để tạo khối

trong Simulink

liệu của tín hiệu vào

Điều khiển với chế độ Simulink

Điều khiển với chế độ Simulink

Kết quả quan sát bằng khối Scope

Kết quả quan sát bằng khối Scope

• Tín hiệu đặt

• Tín hiệu điều khiển

Kết quả quan sát bằng khối Scope

Kết quả quan sát bằng khối Scope

• Tín hiệu ngõ ra

• Tín hiệu đặt

• Tín hiệu điều khiển

Ví dụ minh họa sử dụng xPC Target

 Xây dựng mô hình Simulink

 Mô phỏng mô hình Simulink

Kiểm tra đáp ứng của mô hình không chạy

trong thời gian thực

 Ứng dụng xPC Target

tạo ứng dụng đích và download xuống

Mô hình Simulink

 Tạo mô hình Simulink đơn giản

 Thêm khối Outport để thu dữ liệu của tín

hiệu vào Workspace để phân tích

Nhập các thông số mô phỏng

 Từ menu Simulink->simulation

parameters->Solver

 Dữ liệu realtime được lưu vào các object

Timelog, Statelog, và Outlog

Thêm khối xPC Scope

• Start Scope after download

• Number of sample : trước khi vẽ

lại đồ thị

• Trigger mode

Build và Download chương trình

Sử dụng xPC Target để tạo mã C, biên dịch,

liên kết và download chương trình xuống

Target PC

 Trong cửa số Simulink->Tools->Real-Time

Workshop->Build Model eBook for You

Chạy chương trình xPC

 Điều khiển với công cụ của xPC

Dùng giao diện cơ bản GUI để thay đổi thông số, thêm

xPC Target Scope và chọn lựa, thu tín hiệu từ chương trình đích

Trong cửa sổ lệnh Matlab : đánh lệnh xpcrctool

Điều khiển với cửa sổ lệnh Matlab

 Chạy chương trình xPC trên Target PC

+tg hay tg.start hay start(tg)

 Dừng chương trình

-tg hay tg.stop hay stop(tg)

 Thay đổi thời gian dừng (stop time)

Điều khiển với chế độ External

Giám sát tín hiệu với Matlab

 Nhận danh sách tín hiệu

set(tg,’ShowSignals’,’On’)

Hay tg.ShowSignals= ‘On’

 Nhận giá trị của tín hiệu

tg.tên_tín_hiệu

Signal Tracing

Việc mở khối Scope trên Host Pc cho

phép quan sát tín hiệu bằng giao diện

đồ họa GUI

 Đánh lệnh xpcscope

 Menu File/New Scope -> View Scope

 Trong cửa sổ

Scope->Add/Remove->Start

Signal Logging

 Trong Matlab : tg.start

 Vẽ các tín hiệu từ khối Outport

plot(tg.TimeLog,tg.OututLog)

 Task execution time

plot(tg.TimeLog,tg.TETLog)

tg.AvgTET hay get(tg,’AvgTET’)

Điều chỉnh thông số trong cửa sổ

lệnh của Matlab

 Nhập +tg hay tg.start hay start(tg)

 Hiển thị danh sách các thông số

Điều chỉnh thông số với chế độ

Simulink External

 Simulink->External

 Simulation->Connect to target

 Simulation->Start real-time code

 Từ mô hình Simulink->Click chuột

vào khối cần thay đổi