Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Платформа реального времени “QNX TARGET” в задачах построения систем автоматического управления

Федоряк Р.В.
Донецкий государственный технический университет, г.Донецк, Украина

В данной работе описывается попытка использования системы MATLAB не только для анализа и синтеза сложных систем автоматического управления (САУ), но и для программной реализации разработанных алгоритмов, а значит для создания готовых приложений, работающих в режиме реального времени. Проведя анализ предлагаемых стандартных решений задач генерации самостоятельных приложений из диаграммы Simulink с помощью набора инструментов Real Time Workshop (RTW) [1], можно сделать вывод о том, что для создания сложных САУ промышленного назначения возможностей встроенных в MATLAB платформ реального времени бывает достаточно не всегда. Для более полного удовлетворения потребностей разработчика сложных САУ имеет смысл дополнить существующие платформы реального времени ещё одной – для операционной системы реального времени (ОСРВ) QNX, достаточно широко используемой в последние годы в системах автоматического управления.

Разработанная платформа унаследовала все ключевые, предоставляемые собственно RTW и Simulink возможности, а именно:

• из диаграммы Simulink, проверенной и отлаженной классическими способами моделирования, можно сгенерировать готовое приложение, предназначенное для исполнения под управлением ОС QNX 4.25. Генерация кода и компиляция производится нажатием одной кнопки, прямо из Simulink;
• готовое приложение поддерживает все функции “External Mode”, при котором исполнение приложения проводится на исполнительном контроллере под управлением QNX, а Simulink запущен на компьютере системы разработки приложений под управлением Windows 95/98/2000. При наличии связи по TCP/IP возможно динамически изменять параметры, получать информацию об изменении сигналов в виде графиков реального времени, производить протоколирование.
• готовое приложение имеет возможность получать данные от плат связи с объектом с помощью написанных блоков Simulink – драйверов плат ввода-вывода. Большинство уже готовых драйверов из стандартной поставки RTW и Simulink можно использовать и с “QNX Target” либо совсем без переделки, либо с незначительными изменениями.

Однако использование ОСРВ QNX позволяет снабдить готовое приложение также определёнными преимуществами:

• на одном узле сети можно запускать несколько экземпляров одной программы, или несколько различных программ - моделей. Эта возможность следует из многозадачности QNX;
• в “QNX Target” введена возможность изменять приоритет готового приложения;
• имеется возможность измерения реального интервала времени, затрачиваемого процессором на “просчет” одного шага для анализа резервов свободного процессорного времени;
• несколько различных моделей, работающих на одном узле, имеют возможность обмениваться информацией через область разделяемой памяти, для чего написаны специальные блоки;
• в случае, если использование “External Mode” невозможно или нежелательно по каким-либо причинам, практически все функции этого режима сохраняются при использовании специально написанных блоков, входящих в состав “QNX Target”;
• Программа, сгенерированная с помощью “QNX Target”, может вести обмен данными по сети с сервисными приложениями по специально разработанному протоколу. С помощью специального блока готовая программа может зарегистрировать себя в QNX – сети, чтобы другие программы могли обнаружить её и вести с ней обмен информацией.

Литература

1. Real-TimeWorkshop For Use with Simulink. User’s Guide. The MathWorks, Inc. 2000. 622 p.