[發明專利]基于Matlab/VC的轉臺一體化控制方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201210453819.4
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102902207A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 鄭偉;王鵬;高顯忠;劉多能;朱炳杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;李志剛

技術領域

本發明涉及計算機半實物仿真系統設計領域，具體而言，涉及一種基于Matlab/VC的轉臺一體化控制方法、裝置和系統。

背景技術

在進行半實物仿真系統設計的過程中，一個重要的問題是確保仿真控制程序能夠實時驅動被控對象所處的模擬環境，比如模擬空間姿態環境的三軸轉臺，三軸轉臺的位置實際上是由空間中垂直安裝的三個電機驅動的，所以上述問題實際上是如何利用仿真控制程序實時驅動電機的問題。

伺服電機都帶有伺服電機控制器，生產廠家將電機的運動控制函數以動態數據鏈接庫.dll文件的形式發布給用戶，供用戶調用。利用該運動控制函數，通過伺服電機控制器可控制電機以任意方式運動。但是這些動態鏈接庫都是由C語言編寫的，只支持與C語言相關平臺的調用。用C語言編寫控制仿真程序工作量大，繁瑣且極易出錯。因此直接用C語言相關平臺如VC（Microsoft?Visual?C++）直接編寫電機控制程序驅動電機運動是不切實際的。

Matlab軟件是國際控制界公認的標準計算軟件，使用其自帶的Simulink工具箱可方便的運用圖形化模塊搭建控制仿真程序。利用Matlab的庫載入函數可以調用動態鏈接庫文件，但是需要使用Matlab/VC混合編程的方式實現對動態鏈接庫函數的調用。由于Matlab是解釋性語言，在每一句命令執行前后都需要對語句進行若干解釋、分配內存等工作，無法滿足電機驅動函數實時發送控制脈沖的要求，因此不能直接用Matlab的電機控制程序直接驅動電機運動。

解決上述矛盾的一個較好的方法是使用dSPACE公司生產的實時仿真系統，它是基于Matlab/Simulink的控制系統開發及測試的工作平臺，實現了和Matlab/Simulink的無縫連接。但是dSPACE實時仿真系統價格昂貴，對于小型轉臺的控制也存在不靈活、不方便的缺點。

針對現有技術中使用的dSPACE實時仿真系統價格昂貴，且對于小型轉臺的控制也存在不靈活、不方便的缺點的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于Matlab/VC的轉臺一體化控制方法、裝置和系統，以解決現有技術中使用的dSPACE實時仿真系統價格昂貴，且對于小型轉臺的控制也存在不靈活、不方便的缺點的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種基于Matlab/VC的轉臺一體化控制方法。該方法包括：根據電機控制程序生成的實時控制參數得到串口數據包，電機控制程序為基于Matlab編寫得到的程序；以及通過虛擬串口的第一串口將串口數據包進行發送，以便電機驅動程序根據電機驅動參數的值對轉臺進行控制，電機驅動程序為基于VC編寫得到的驅動程序，其中，電機驅動參數的值為對串口數據包解碼得到的驅動參數值。

進一步地，將電機控制程序生成的實時控制參數進行打包包括：采用RS232編碼格式將電機控制程序生成的實時控制參數進行打包。

進一步地，通過虛擬串口的第一串口將串口數據包進行發送包括：將串口數據包通過串口發送程序發送，串口發送程序為Matlab平臺下模塊化編程實現的，串口發送程序的串口號為第一串口號。

進一步地，電機驅動參數至少包括以下一種：低速度、高速度、加速度、位移以及運動軸。

為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，還提供了一種基于Matlab/VC的轉臺一體化控制方法。該方法包括：通過虛擬串口的第二串口接收串口數據包，串口數據包為根據電機控制程序生成的實時控制參數得到的串口數據包，電機控制程序為基于Matlab編寫得到的程序；將串口數據包進行解碼，得到解碼數據；從解碼數據中提取電機驅動參數的值；將電機驅動參數的值賦值到電機驅動程序中以便電機驅動程序根據電機驅動參數的值對轉臺進行控制，電機驅動程序為基于VC編寫得到的驅動程序。

進一步地，通過虛擬串口的第二串口接收串口數據包包括：通過串口接收程序接收串口數據包，串口接收程序為VC平臺下模塊化編程實現的，串口接收程序的串口號為第二串口號。

進一步地，電機驅動參數至少包括以下一種：低速度、高速度、加速度、位移以及運動軸。