pobieranie: Simulink, Real Time Workshop cw 3
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
Laboratorium Systemów Operacyjnych Czasu Rzeczywistego. Prowadzący: Dominik Sierociuk. Ćwiczenie 3. (wersja 1.0)
Simulink, Real Time Workshop i karta DS1102.
Simulink jest programem, będącym częścią pakietu Matlab, słu ącym do symulacji układów dynamicznych, posiadającym wygodny w u yciu interfejs graficzny. Umo liwia on wprowadzenie schematu symulowanego układu w postaci połączonych ze sobą bloków składowych, a następnie zasymulowanie go zgodnie z zadanymi parametrami symulacji. Real Time Workshop (RTW) natomiast jest częścią pakietu Simulink generującym na podstawie schematu z Simulink’a kod programu w formacie przeznaczonym na daną platformę (w naszym przypadku będzie to platforma karty DS1102). Rysunek 1 przedstawia okno parametrów symulacji wraz z przykładowymi wartościami parametrów odpowiednimi dla symulowania systemu na karcie DS1102 (dostępny w menu Simulation opcja Parameters). Czas zatrzymania symulacji powinien być ustawiony na inf, czyli na nieskończoność. Sposób rozwiązywania (Solver options) nale y ustawić jako ze stałym krokiem (Fixed-step) i wybrać algorytm rozwiązywania równań ró niczkowych od najprostszego ode1 do bardziej skomplikowanych ode4 i ode5. Okres próbkowania ustawiany jest opcją Fixed step size.
Rysunek 1 Okno parametrów symulacji wraz z przykładowymi wartościami.
Aby wygenerować program ze schematu układu i załadować go na kartę DS1102 nale y w zakładce Real-Time Workshop tego samego okna upewnić się, e w polu System target file jest plik rti1102.tlc (oznaczający, e chcemy generować program na platformę karty DS1102) i nacisnąć przycisk Build. Wa ne jest przy tym, aby aktualny katalog w środowisku Matlab miał mo liwość zapisu. Ze schematu układu zostanie automatyczne wygenerowany program w języku C wraz z wymaganymi przez środowisko karty dodatkami, skompilowany i załadowany na kartę. Wraz z generacją programu tworzony jest tak e plik *.trc zawierający etykiety wszystkich u ytych sygnałów i parametry wszystkich u ytych bloków. Plik ten zostanie automatycznie załadowany w środowisku Control Desk.
Rysunek 2 Okno parametrów programu Real-Time Workshop.
Ćwiczenie cw3_1.
Schemat układu do ćwiczenia cw3_1 przedstawia Rysunek 3. Widać na nim blok generatora (Signal Generator), trzy bloki układów dynamicznych: układu ró niczkującego (Derivative), układu całkującego (Integrator) i układu inercyjnego danego transmitancją (Transfer Fcn) oraz bloki oscyloskopów (Scope). Dwukrotne kliknięcie na dany blok wywołuje okno opcji danego bloku. W przypadku generatora są to: typ generowanego sygnału, amplituda sygnału i częstotliwość sygnału. Bloki są połączone strzałkami reprezentującymi sposób przepływu sygnałów. Przez dwukrotne kliknięcie na strzałce mo na nadać etykietę danemu sygnałowi. Dla przykładu yd jest etykietą sygnału wyjścia układu ró niczkowego.
du/dt
yd
Derivative
Scope
u
1 s
yi
Signal Generator
Integrator
Scope1
1 s+10 Transfer Fcn
u yt
Scope2
Scope3
Rysunek 3 Schemat układu do ćwiczenia cw3_1.
Rysunek 4 przedstawia widok z eksperymentu utworzonego dla ćwiczenia cw3_1. Na rysunku widać fragment pliku *.trc wygenerowanego przez RTW, jest on podzielony na dwie główne grupy: Labels i Models Root. Część Labels zawiera etykiety sygnałów nadane w
układzie w Simulink’u. Część Models Root zawiera natomiast wyjścia i wejścia wszystkich bloków oraz parametry tych bloków. Zmienne określające wyjścia bloków rozpoczynają się literą B, określające wejścia literą S, a parametry układów literą P.
Rysunek 4 Widok eksperymentu do ćwiczenia cw3_1.
Zadanie: 1. Przeanalizować podany układ i generowane przez RTW pliki. 2. Uzupełnić eksperyment o pozostałe sygnały oraz pozostałe parametry układu. 3. Dodać do schematu układu dodatkowe bloki i sygnały.
Ćwiczenie cw3_2.
Schemat układu do ćwiczenia cw3_2 przedstawia Rysunek 5.
u u
Signal Generator 1 przelaczenie
ur yr
Scope3
Repeating Sequence
Multiport Switch
Scope4
suma
5 Gain
wy nik
Scope5
Rysunek 5 Schemat układu z ćwiczenia cw3_2.
Przedstawione na nim są im mniej bloki: Multiport Switch przełączający sygnały w zale ności od wartości sygnału na górnym wejściu, Repeating Sequence generujący sygnał o przebiegu danym przez parę wartość i czas, Gain wzmacniacz i Sum będący węzłem sumacyjnym. Zadanie: 1. Zapoznanie się ze schematem układu i sposobem działania poszczególnych bloków. 2. Zmodyfikowanie sekwencji podanej w bloku Repeating Sequence. 3. Dodanie dodatkowych bloków i sygnałów i dodanie ich wizualizacji w eksperymencie.
Simulink, Real Time Workshop cw 3
Laboratorium Systemów Operacyjnych Czasu Rzeczywistego. Prowadzący: Dominik Sierociuk. Ćwiczenie 3. (wersja 1.0)
Simulink, Real Time Workshop i karta DS1102.
Simulink jest programem, będącym częścią pakietu Matlab, słu ącym do symulacji układów dynamicznych, posiadającym wygodny w u yciu interfejs graficzny. Umo liwia on wprowadzenie schematu symulowanego układu w postaci połączonych ze sobą bloków składowych, a następnie zasymulowanie go zgodnie z zadanymi parametrami symulacji. Real Time Workshop (RTW) natomiast jest częścią pakietu Simulink generującym na podstawie schematu z Simulink’a kod programu w formacie przeznaczonym na daną platformę (w naszym przypadku będzie to platforma karty DS1102). Rysunek 1 przedstawia okno parametrów symulacji wraz z przykładowymi wartościami parametrów odpowiednimi dla symulowania systemu na karcie DS1102 (dostępny w menu Simulation opcja Parameters). Czas zatrzymania symulacji powinien być ustawiony na inf, czyli na nieskończoność. Sposób rozwiązywania (Solver options) nale y ustawić jako ze stałym krokiem (Fixed-step) i wybrać algorytm rozwiązywania równań ró niczkowych od najprostszego ode1 do bardziej skomplikowanych ode4 i ode5. Okres próbkowania ustawiany jest opcją Fixed step size.
Rysunek 1 Okno parametrów symulacji wraz z przykładowymi wartościami.
Aby wygenerować program ze schematu układu i załadować go na kartę DS1102 nale y w zakładce Real-Time Workshop tego samego okna upewnić się, e w polu System target file jest plik rti1102.tlc (oznaczający, e chcemy generować program na platformę karty DS1102) i nacisnąć przycisk Build. Wa ne jest przy tym, aby aktualny katalog w środowisku Matlab miał mo liwość zapisu. Ze schematu układu zostanie automatyczne wygenerowany program w języku C wraz z wymaganymi przez środowisko karty dodatkami, skompilowany i załadowany na kartę. Wraz z generacją programu tworzony jest tak e plik *.trc zawierający etykiety wszystkich u ytych sygnałów i parametry wszystkich u ytych bloków. Plik ten zostanie automatycznie załadowany w środowisku Control Desk.
Rysunek 2 Okno parametrów programu Real-Time Workshop.
Ćwiczenie cw3_1.
Schemat układu do ćwiczenia cw3_1 przedstawia Rysunek 3. Widać na nim blok generatora (Signal Generator), trzy bloki układów dynamicznych: układu ró niczkującego (Derivative), układu całkującego (Integrator) i układu inercyjnego danego transmitancją (Transfer Fcn) oraz bloki oscyloskopów (Scope). Dwukrotne kliknięcie na dany blok wywołuje okno opcji danego bloku. W przypadku generatora są to: typ generowanego sygnału, amplituda sygnału i częstotliwość sygnału. Bloki są połączone strzałkami reprezentującymi sposób przepływu sygnałów. Przez dwukrotne kliknięcie na strzałce mo na nadać etykietę danemu sygnałowi. Dla przykładu yd jest etykietą sygnału wyjścia układu ró niczkowego.
du/dt
yd
Derivative
Scope
u
1 s
yi
Signal Generator
Integrator
Scope1
1 s+10 Transfer Fcn
u yt
Scope2
Scope3
Rysunek 3 Schemat układu do ćwiczenia cw3_1.
Rysunek 4 przedstawia widok z eksperymentu utworzonego dla ćwiczenia cw3_1. Na rysunku widać fragment pliku *.trc wygenerowanego przez RTW, jest on podzielony na dwie główne grupy: Labels i Models Root. Część Labels zawiera etykiety sygnałów nadane w
układzie w Simulink’u. Część Models Root zawiera natomiast wyjścia i wejścia wszystkich bloków oraz parametry tych bloków. Zmienne określające wyjścia bloków rozpoczynają się literą B, określające wejścia literą S, a parametry układów literą P.
Rysunek 4 Widok eksperymentu do ćwiczenia cw3_1.
Zadanie: 1. Przeanalizować podany układ i generowane przez RTW pliki. 2. Uzupełnić eksperyment o pozostałe sygnały oraz pozostałe parametry układu. 3. Dodać do schematu układu dodatkowe bloki i sygnały.
Ćwiczenie cw3_2.
Schemat układu do ćwiczenia cw3_2 przedstawia Rysunek 5.
u u
Signal Generator 1 przelaczenie
ur yr
Scope3
Repeating Sequence
Multiport Switch
Scope4
suma
5 Gain
wy nik
Scope5
Rysunek 5 Schemat układu z ćwiczenia cw3_2.
Przedstawione na nim są im mniej bloki: Multiport Switch przełączający sygnały w zale ności od wartości sygnału na górnym wejściu, Repeating Sequence generujący sygnał o przebiegu danym przez parę wartość i czas, Gain wzmacniacz i Sum będący węzłem sumacyjnym. Zadanie: 1. Zapoznanie się ze schematem układu i sposobem działania poszczególnych bloków. 2. Zmodyfikowanie sekwencji podanej w bloku Repeating Sequence. 3. Dodanie dodatkowych bloków i sygnałów i dodanie ich wizualizacji w eksperymencie.
