快速原型製造技術論文

　　快速原型製造能將已具數學幾何模型的設計迅速、自動地物化為具有一定結構和功能的原型或零件。下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　xPC―target快速原型化技術綜述

　　【摘要】xPC-target是一個實時的核心系統，是由Mathworks公司基於RTW框架體系提供和發行的產品。本文首先介紹了xPC-target快速原型化技術，仔細分析了xPC-target快速原型化系統的組成結構，最後講述了xPC-target API介面部分。結果表明xPC-target快速原型化技術有著很強的實用性。

　　【關鍵詞】xPC-target;快速原型化技術;xPC-target API;RTW框架體系

　　【Abstract】XPC-target is the kernel of a real-time system， is provided by the Mathworks company based on the framework of RTW system and distribution of products. This paper first introduces the xPC-target， rapid prototyping technology， carefully analyses the xPC-target rapid prototyping system structure， finally tells the story of xPC-target API interface section. Results indicate that xPC-target， rapid prototyping technology has strong practicality.

　　【Key words】xPC-target;Rapid prototyping technology;xPC-target API;RTW framework

　　0 引言

　　xPC-target是一個實時的核心系統，是由Mathworks公司基於RTW框架體系提供和發行的產品。該系統採用32位保護模式執行在目標機上，用於產品的原型開發和測試。支援多種型別的I/O裝置，使用者只需安裝相關軟體和編譯器就可將一個PC相容機作為xPC目標實時系統。在瞭解了以上的基礎上，我們便可以理解到xPC-target在實時模擬方面有著其獨特的優勢。

　　1 xPC-target快速原型化技術介紹

　　xPC-target作為matlab/simulink的一個工具箱，是一種基於標準PC硬體的實時系統進行設計、測試、調參的解決方案。xPC目標採用雙機模式，即宿主機***上位機***控制目標機***下位機***的技術途徑，目標機可以通過擴充套件各種I/O板卡與外交換資訊形成閉環控制系統，從而實現研發測試功能。

　　xPC-target的功能強大，操作簡單，使用者可以很方便實現對實時系統的快速原型化、測試和配置功能。普通配置的PC機都可以作為目標機嵌入xPC實時系統，在此係統中實時執行Simulink和RTW通過編譯生成的應用程式。

　　具有豐富的I/O裝置驅動模組庫，支援多種CAN匯流排。

　　宿主機和目標機通訊通過RS232串列埠或者乙太網TCP/IP協議實現。

　　MATLAB應用程式介面採用客戶/服務模式，提供了九十多種函式用於宿主機對目標機的控制。

　　可以在程式執行時從宿主機或者目標機上動態調參。

　　在宿主機和目標機上都可以進行互動式的資料視覺化和訊號跟蹤。

　　支援Microsoft Visual C/C++ 5.0以上版本的開發工具。

　　xPC目標採用雙機模式，在上位機和下位機的選取時有多種方式。

　　2 xPC-target快速原型化系統組成

　　上位機：可以是一般的筆記本或桌上型電腦，執行matlab/simulink，建立模擬模型，使用MATLAB環境下的RTW***Real Time Workshop***，通過關聯到xPC工具箱的編譯器，自動將simulink模型轉化為高效的可執行C程式碼，並且通過RS232或者TCP/IP通訊協議，將該程式從上位機中下載至目標機中實時地執行。如使用TCP/IP通訊協議，通過交換機可以實現一臺上位機控制多臺目標機的功能。

　　將simulink模型設定為外部模式下，可以在上位機中直接線上調整simulink模組或者變數引數，實現線上調參;通過設定host scope 可以實現在上位機中任意觀測目標機中變數波形。

　　目標機：可以是具有PCI插槽的桌上型電腦或者工控機，通過上位機生成的啟動盤***U盤或者光碟***啟動，執行啟動盤中的實時系統，以執行上位機下載的C程式碼，在本論文中的風機換流器的閉環控制系統中，由於涉及到電力電子原件，需要儘可能的降低執行步長，可以使目標機執行方式採用“polling”模式，而非中斷模式，可以在運算時間不溢位的前提下最大限度降低執行步長，在計及多功能資料採集卡、網路通訊模組***此處不是與上位機進行通訊***與模型執行時間，可以將最大執行步長控制在50微秒以下。

　　3 xPC-target API介面介紹

　　xPC-target 的API應用程式程式設計介面允許使用者自定義U/I介面。可通過其他軟體呼叫相應程式，實現自定義監控與控制面板。

　　API是應用程式程式設計介面***Application Program Interface***的簡稱，是作業系統留給應用程式的一個呼叫介面。API是一些預先定義的函式，目的是提供應用程式與開發人員基於某軟體或硬體的以訪問一組例程的能力，而又無需訪問原始碼，或理解內部工作機制的細節。一個API就是一個規範，它規定了兩個軟體之間的資料交換方式。xPC-target提供了多個API，這些介面提供了相同的功能來定製的解決方案，使用者可以建立自定義應用程式來控制實時應用程式在目標上執行。xPC-target為使用者建立自己的宿主機圖形介面提供一系列的API函式，用來處理上下位機之間的通訊，管理目標機程式以及訊號的監視和引數的調整，通過這些函式使用者可以建立控制目標機實時程式的介面。xPC-target有兩個很強的應用程式介面，分別是xPC-target API和xPC-target COM API。通過這兩種介面方式使用者可以充分的進行控制和觀測訊號完成對介面操作的相關功能。

　　1***xPC-target API

　　使用xPC-target API使用者可以實現以下功能：

　　1 通過乙太網或者串列埠建立主機和目標機之間的通訊;

　　2 載入目標應用程式dlm檔案到目標計算機;

　　3 在目標機上執行載入的應用程式;

　　4 監視目標應用程式在目標機上的執行狀況;

　　5 控制應用程式在目標機上的開始和停止;

　　6 將應用程式從目標機上解除安裝;

　　7 關閉主機和目標機之間的連線。

　　2***xPC-target COM API

　　xPC-target COM API是一個開放的應用程式開發環境介面，應用於微軟COM標準和xPC-target進行協調工作。xPC-target COM API 提供與xPC-target 相同功能的函式組。xPC-target API是C函式的動態連結庫，xPC-target COM API 是組織在一起的物件，類和函式的集合。可以通過一些圖形開發介面來操作這個集合。使用這些圖形開發環境可以建立能和xPC-target 應用程式互動的使用者介面程式。

　　4 結論

　　本文介紹了xPC-target快速原型化系統結構的組成以及xPC-target API的介面部分。通過對xPC-target硬體及軟體的講述表明了xPC-target技術的可實用性。

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