本文主要利用MATLAB的xPC实时开发环境Simulink/RTW理论体系和技术框架，采用宿主机与目标机的双机模式，开发出一套脱离MATLAB平台而运行与目标机上的实时控制系统。本课题主要做了以下相关设计：利用RS232实现宿主机与目标机之间通信连接及对PC机串口的检测、制作目标机启动盘、设计目标机界面及在xPC技术框架下针对远端数据采集与控制系统ADAM5000开发了设备驱动程序模块，并以一个实际水箱液位为背景，在已有的PID液位过程控制系统算法框图中应用该设备驱动程序模块实现对现场设备的数据采集和控制，所生成的实时控制程序在现场调试中获得了预期的控制效果。因此我们的设计一方面验证了xPC技术应用于实时控制的可行性，同时也验证了该技术在硬件设备支持上的可扩展性。

本课题研究范围

本设计主要根据MATLAB提供的应用工具箱RTW和实时开发环境来实现实时控制系统算法的设计，以及和我们编写的设备驱动程序进行连接和编译，最后实现实时控制系统的设计。根据我们的设计工作以及实验的成果来验证xPC技术应用于实时控制的可行性和在硬件设备上的可扩展性。因此，我们需了解xPC的运行机制和原理，包括编写设备驱动程序模块所涉及到的一系列技术规范，都要以深入理解Simulink/RTW的技术框架为前提。

通过利用MATLAB软件中的Simulink和xPC技术来实现实时控制系统的设计，以及现有的实验室条件和利用xPC技术在硬件设备支持上的可扩展性，选用了ADAM5000系列中的ADAM5017（模拟输入）和ADAM5024（模拟输出）模块作为信号的采集和控制模块。为此需要编写驱动程序来实现实时控制系统的设计，实现对水箱液位高度的调节控制。

课题研究的主要内容

利用MATLAB的xPC实时开发环境Simulink/RTW理论体系和技术框架，为控制理论算法的研究提供一个实时的设计、仿真和开发与调试平台，为计算机控制系统的设计和实现提出一套新的快速原型化解决方案。

(1) 以一个实际水箱液位控制系统为背景，采用现有的远端数据采集与控制模块ADAM5000作为接口设备，实现A/D、D/A转换，构成半物理仿真实验系统。

(2) 通过RS-232实现宿主机与目标机之间的通信。

(3) 制作目标机启动盘,设计目标机的界面。

(4) 在RTW/xPC技术框架下为ADAM5000编写设备驱动程序，实现信号采集与控制信号的输出。

(5) 用已有算法框图生成的实时控制程序进行现场调试，以验证这种技术的可靠性以及设备驱动程序的稳定性。

本文主要介绍半物理仿真实验系统的开发过程，其设计思想是基于MATLAB的xPC实时开发环境Simulink/RTW理论体系和技术框架，为控制理论算法的研究提供一个实时的设计、仿真和开发与调试平台。主要是通过MATLAB的Simulink仿真环境下进行算法框图设计，然后下载模型目标应用程序到目标机，通过编写的设备驱动程序和目标机目标应用程序的执行实现对现场设备的实时控制。通过双机串口通信的调试、目标机启动盘的制作、编写设备驱动程序和目标应用程序的下载执行，能控制设备中的电动调节阀进行工作，实现对锅炉液位的控制，达到对设备的实时控制目的。从另一方面，本设计工作的成功验证了xPC技术在工程实践中的可行性，也验证了xPC技术在支持设备上的可扩展性和稳定性。本设计的Simulink算法和xPC目标应用程序能在一个可靠和稳定的平台下运行，实现实时控制。本课题设计过程中不仅实现了实时控制系统的设计，而且该设计的算法框图还可以应用于其他的方面，更多的服务于工程中，实现操作的通用性和简易性，和实现算法的可移植性和通用性。在双机下调试达到理想状态后，可将该算法框图编译生成单机应用程序，即可完全脱离MATLAB平台而独立可靠地运行于目标机上。

通过这次毕业设计我学到了很多知识，并且掌握了一些基本的研究方法，这对以后的学习和工作奠定了坚实的基础，主要收获如下：

1. 掌握了一些基本的xPC技术，并对RTW和xPC之间的关系有一定了解和运用。

2. 提高处理问题的能力。在解决一个问题之前，首先要对问题进行分析和弄清问题的基本点，做到有的放矢。

3. 要经常交流,互相探讨和启发,遇到解决不了的问题要及时请教指导老师。

4. 注意借鉴前人的经验和成果，将有限的经历用于创造性的劳动。