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Aplicaciones en tiempo real (Matlab)




Enviado por hernando299



    Real time windows
    target

    1. Resumen
    2. Características y
      requerimientos del real time Windows Target
    3. Diferencias entre Real Time
      Worshop y Real Time Windows Target
    4. Procedimiento para la
      generación y adquisición de señales en
      tiempo real

    Resumen

    Matlab presenta una aplicación para hacer
    simulaciones en tiempo real, esta toolbox es Real Time Windows
    Target
    . Esta herramienta presenta diferentes aplicaciones
    como control en tiempo
    real, simulación
    en tiempo real para plantas fisicas
    como por ejemplo turbinas de avion, modelamiento de sistemas
    fisicos.

    En si, Real Time Windows Target es una solucion aplicada
    en computadores para prototipos y pruebas en
    sistema real,
    donde permite realizar visuallizaciones de señales
    con el bloque de osciloscopios de simulink, modificacion de
    parámetros y control en tiempo real.

    Introducción

    La toolbox Real time Target es una herramienta de Matlab
    que permite adquirir y generar señales en tiempo real. En
    el siguiente informe, daremos
    una breve explicación sobre el funcionamiento y manejo de
    dicha herramienta.

    La comunicación entre el equipo y el hardware exterior se realiza
    por medio de una tarjeta de adquision de datos, en este
    caso DAQ (Nacional Instruments PCI 6025E) la cual permite
    operar con señales de entrada y/o salidas analogas y
    digitales.

    CARACTERISTICAS Y REQUERIMIENTOS DEL REAL TIME
    WINDOWS TARGET

    Para poder realizar
    aplicaciones en tiempo real es necesario que el computador
    pose alas siguientes características:

    • Un código compilador el cual es generado de
      un código C usando el compilador Visual
      C/C++
    • Debe tener una relación con el modelo del
      Simulink, el cual tiene un contenido ejecutable de todos los
      componentes de la herramienta simulink de matlab como
      :

    Conexiones entre bloques

    Dependencias de tiempos

    Variables en los bloques del simulink

    • Relación con el Kernel, donde el ejecutable
      debe ser cargado y ejecutado directamente por el Real Time
      Windows Target kernel, de lo contrario no puede ser ejecutado.
      El driver de modo kernel intercepta llas interrupciones de
      tiempo del reloj de computador, manteniéndolas para
      operaciones
      del sistema windows y asegura la ejecución en tiempo
      real de las aplicaciones en tiempo real.
    • El checksum es utilizado por el kernel para
      determinar la estructura
      del modelo simulink en el momento de la generación del
      código, el cual es consistente con la estructura de la
      aplicación en tiempo real durante la ejecución,
      es decir, este se asegura que cuando se cambian los
      parámetros durante la ejecución el modelo de
      simulink realice un correcto mapeo de los parámetros
      modificados en las locaciones de memoria
      correctas durante la aplicación en tiempo
      real.

    DIFERENCIAS
    ENTRE REAL TIME WORSHOP Y REAL TIME WINDOWS
    TARGET

    Real Time Windows Target esta diseñado para
    operar con una gran flexibilidad y rapidez durante la
    creación de modelos a
    simular, esta ventaja permite modificar parámetros durante
    la ejecución en tiempo real, incrementando el
    tamaño de código generado.

    Real Time Workshop posee otros códigos de
    formatos los cuales pueden generar códigos más
    compactos necesitados para aplicaciones especificas.

    PROCEDIMIENTO
    PARA LA GENERACIÓN Y ADQUISICIÓN DE SEÑALES
    EN TIEMPO REAL

    Como primera medida debemos crarun archivo con
    extensión mdl en el simulink de matlab, el cual nos sirve
    para la generación y adquisición de las
    señales en tiempo real (Figura 1).

    Figura 1

    Cabe decir que podemos ajustar los parámetros de
    cada componente según sea el requerido por la
    aplicación, a continuación se mostrara las ventanas
    de configuración de los bloques descritos en la
    figura1

    Fig 2. Configuración generador
    señales

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fig 3. Configuración funcion
    transferencia

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fig 4. Configuración del
    Osciloscopio

    Fig 5. Configuración ejes del
    Osciloscopio

    Seguidamente ingresamos en la pestaña de
    simulación cambiandola a modo externo y a la vez
    modificamos los paramentros de simulación en tiempo real
    entrando en solver y real time worshop (Fig 6 y Fig
    7)
    .

    Aquí (fig. 6) se configura el tiempo de inicio y
    culminacion de la simulación. Se ajusta el tamaño
    de paso fijo debido a que R.T.Workshop no soporta tamaños
    de paso variable. En la pestaña de RTWorkshop se
    selecciona el archivo que genera el codigo c el
    cual debe ser compatible con Windows el cual es trwin.tlc
    .

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fig 6 Configuracion
    Solver

    Fig 7. Configuración RT
    Workshop

    Una vez configurada la ventana de simulación de
    parámetros, accedemos al panel de control
    de modo externo ubicado en el menú de simulink
    TOOLS, en donde se configura el archivo para la interfase
    externa el cual será Win_tgt.

    Se carga el archivo y como resultado se obtiene la
    visualización de la señal en tiempo real en el
    osciloscopio
    del simulink.

    Para adquirir señales por el RT Windows Target se
    realiza lo siguiente:

    En la librería de simulink seleccionamos el modo
    real time windows target en donde aparece los bloques de I/O
    analogos y digitales, seleccionamos el bloque de entrada
    análoga junto con un scope en un nuevo archivo .mdl como
    se muestra en la
    figura 7 y figura 8.

    Fig. 7 Diagrama de
    bloques para adquirir datos

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fig.8 Menu R.T.W.Target en la
    librería de simulink

    Una vez seleccionados ambos bloques, hacemos doble clic
    en el bloque de entrada analoga, allí se selecciona la
    tarjeta con la que desea trabajar para este caso es PCI 6025E
    de National Instruments,
    hecho esto, se introduce el tiempo
    de muestreo, los
    canales a utilizar, el rango de voltaje de entrada a utilizar,
    tal como se muestra en la figura 9.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fig.9 Configuración entrada
    análoga

    Se configura de nuevo el archivo Win_tgt, se genera el
    codigo c y se ejecuta el programa.

    RIGOBERTO HERNANDO OLARTE

    ING Mecatrónico. BUCARAMANGA – SANTANDER
    – COLOMBIA

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