唐运刚[1]2004年在《Windows环境下实时控制系统研究》文中研究指明Windows操作系统作为通用操作系统，具备许多优秀的特点：丰富的图形界面、多线程技术、良好稳定性和安全性等，被广泛应用于计算机控制领域，本文介绍了在该操作系统下开发实时控制软件的原理和方法。 Windows操作系统按内核管理模式可分成两大类：Windows9x操作系统和Windows 2000／NT／XP操作系统。论文分别以Windows98和Windows2000操作系统为研究对象，通过分析该操作系统内核管理模式，提出了开发设备驱动程序的方法。该方法使得实时控制程序内核化，在设备驱动程序中响应外部硬件中断，在中断服务例程中调用全局事件或中断延时例程，然后在全局事件(中断延时例程)中完成实时控制任务。实验证明，开发驱动程序能够极大地提高在Windows操作系统下控制软件的实时响应能力，很好地完成实时控制任务。 该论文为实时控制探索了一条新的途径，为后续工作奠定了坚实基础，既具有一定的学术意义又有较高的实用价值。
孙磊[2]2007年在《Windows系列操作系统下的底层驱动技术在实时控制系统中的应用》文中认为作为优秀的32位操作系统平台，Win98和Win2000以其丰富的图形界面、多线程技术、稳定和安全等特性在操作系统领域一直处于领先的地位，使其成为构建应用系统的首选操作系统。但由于Windows系列操作系统为保持其稳定性和设备访问无关性，使得用户应用程序不能直接对硬件和设备进行操作。本文介绍了在Windows系列操作系统下通过开发底层设备驱动程序实现实时控制系统的原理和方法。论文分别对Win98和Win2000操作系统的体系结构进行了介绍。在Win98中开发实时控制软件，通过分析该操作系统内核管理模式，提出了开发虚拟设备驱动程序(*.vxd)的方法。在虚拟设备驱动程序中响应外部硬件中断，在中断服务例程中调用全局事件(VGlobalEvent)，并在全局事件的成员函数handler()中完成实时控制任务。在Win2000中开发实时控制软件，同样也采用开发设备驱动程序(*.sys)的方法，设备驱动程序设计采用微软最新的驱动程序架构(Windows驱动程序模型，WDM)，在驱动程序中响应外部硬件中断，在中断服务例程中调用延迟过程例程，在该例程中完成实时控制任务。通过开发Windows操作系统用户模式下应用程序，完成人机对话功能，实现与内核驱动程序通信，使得实时控制程序正常工作。论文分别给出了相应的实际系统应用实例。系统长时间运行表明，开发驱动程序能够极大地提高在Windows操作系统下控制软件的实时响应能力，并能很好地完成实时控制任务。
王欢[3]2008年在《基于LabVIEW的实时控制与仿真技术应用研究》文中认为LabVIEW作为一种功能强大的虚拟仪器开发环境得到了越来越广泛的应用。本文以增强系统实时性及提高开发效率为目的,开展了基于LabVIEW的实时控制与仿真技术研究,并进行了实验验证。在实时仿真方面,提出了一种将Matlab和虚拟仪器结合起来开发实时仿真系统的方法。利用Matlab/Simulink的实时代码生成工具箱(Real-time Workshop,RTW)将Simulink模型转化为C代码,再通过动态链接库(Dynamic Link Library ,DLL)技术将C代码导入LabVIEW虚拟仪器实时平台,实现实时仿真系统的快速开发。经电机模型仿真实例验证,该方法既可以充分利用Simulink的建模优势,又可以发挥虚拟仪器技术在灵活的实时软硬件平台和丰富的人机界面设计方面的优点,相对于传统的基于C语言开发实时仿真系统,该方法具有方便快捷的特点。在实时控制方面,分析了Windows环境下实时控制的几种方法,重点研究了基于RTX的实时控制系统。构建了一种基于RTX和LabVIEW的实时控制系统,利用RTX扩展Windows实时性,利用LabVIEW开发人机界面,RTX的实时任务和LabVIEW应用程序之间通过共享内存及DLL技术关联。串口通信、数据采集及PID控制实例验证了系统的实时性。最后分析了实时控制与仿真系统中的通信问题,介绍了LabVIEW的几种网络通信协议。设计了基于TCP/IP的主从式应用系统,并对其实时性进行了验证。结果表明,该网络通信方式可以满足局域网环境下系统的实时性和稳定性要求。研究表明,将LabVIEW引入实时控制与仿真领域是可行的,不仅可以实现系统实时性,还提高了开发效率。
井胜状[4]2011年在《毫米波仿真系统中实时控制系统的分析与设计》文中认为本文中的毫米波仿真实时控制系统采用基于RTX（实时扩展）和VMIC卡（光纤反射内存卡）的反射内存实时局域网，该控制系统主要分为非实时任务和实时任务。非实时任务运行于Windows的Win32子系统下，采用MFC编程，主要完成主控计算机界面设计、通信接口的开发以及进行器件测试和阵列校准，实现了主控计算机与各个分控计算机之间的通信和远程控制。实时任务运行于RTX的RTSS子系统下，采用RTX和C语言混合编程，主要完成实时主控计算机软件和阵列控制计算机软件的设计和编写工作。实时主控计算机主要实现实时数据命令的下发。阵列控制计算机实现实时数据接收、天线阵列的粗控和精控、近场效应修正、通路损耗补偿以及迭代查表等功能，然后通过PCI-1753数据采集卡下发控制字控制射频开关矩阵、数控移相器和衰减器，从而实现对仿真目标的精确定位。本文还详细论述了毫米波阵列馈电控制系统的设计，具体分析了阵列馈电控制系统的控制流程，针对阵列的开关矩阵、数控移相器和衰减器给出了具体的控制字控制位规划，还给出了馈电控制系统中频链路功率和本振链路功率的计算。最后本文对毫米波仿真实时控制系统的实时性和可靠性进行了软件测试，具体测试了系统的通信延时、数据实时处理延时以及数据传输的丢包率和误包率。测试结果表明，该毫米波仿真实时控制系统具有很好的实时性和可靠性，完全满足毫米波仿真系统的设计指标要求。
陈月斌[5]2004年在《基于Windows的串行总线数控系统实时控制关键技术研究》文中研究说明本文综合研究了基于Windows实时控制系统的软件开发中关键技术，重点分析了Windows下实时串行通信软件开发的相关技术。最后，对数控系统中若干控制功能进行研究与开发。 第一章：综述数控系统的发展历程、研究现状，介绍当代数控系统发展趋势和主要特征，分析基于PC的开放式CNC系统的体系结构以及主流数控系统软件平台，阐述了开发基于Windows经济型串行总线数控系统的研究意义。最后给出全文研究内容及安排。 第二章：针对Windows平台下数控系统实时多任务控制这一关键问题，研究了Windows环境下软硬件精确定时技术；并在Windows底层驱动程序的特点和工作原理分析基础上，对虚拟设备驱动程序编程开发中关键技术问题进行研究，提出应用程序与VxD共享内存的具体实现方法；此外，还对Windows下多线程技术中同步机制、任务调度算法以及线程调度模型进行深入研究。 第叁章：介绍计算机通信系统的特点、组成、数据传输方式；分析比较了叁种计算机串行通信接口标准(RS-232C、USB和IEEE-1394)的性能特点和应用场合等；最后，对通信协议层次结构中流量控制、差错控制等数据链路层控制技术进行分析研究。 第四章：介绍Win32下串行通信的内部机制及其基本步骤；分析串行通信的编程实现方法及其工作方式：并在对WindowsAPI方式和VxD模式实现串行通信关键技术分析基础上，具体编程开发相应的实时串行通信软件；最后，对影响实时串行通信的相关因素进行实验分析。 第五章：简要介绍基于Windows串行总线数控系统的软硬件结构和组成；在分析Windows下数控系统多任务特点基础上，给出了实现多任务控制的缓冲区技术和基于多线程技术的多任务实时调度方案。最后，对数控系统中若干控制功能进行研究与开发。 第六章：总结全文的研究工作，并对今后开放体系结构CNC系统的发展进行展望。
银斌[6]2006年在《基于Windows的数控钻铣床实时控制研究》文中研究表明本文以我院自我研发的印制电路板数控钻铣床为研究对象,介绍了一种经济型数控机床的开放式数控系统的研制和开发过程。本设计采用Pentium PC机为上位机,在Windows 2000/XP系统环境下,以Atmel89c52为核心的单片机系统作下位机,以IEEE1284并行口为通讯接口,构成主从式控制系统。Windows作为PC机的操作系统可以说已占据了垄断地位,具有广泛的软件开发者、供应商和用户支持,在Windows平台上开发数控系统的软件,可以利用最广泛的软硬件资源,操作本身具有良好人机界面和方便生成优秀的数控程序,大大缩短产品的开发周期,重要的是通过实时内核的开发应用可实现软开放式数控系统。现代计算机技术发展非常迅猛,按照摩尔定律每18个月性能提高一倍,软件也跟随着有长足的发展,就使得其具有丰富的软硬件资源,可以编制出具有友良好人机界面的系统控制软件;而单片机系统结构相对简单、工作可靠、价格便宜,且可以借助C语言、汇编语言等编制出执行机构的位置控制软件。采用本系统可以使原数控机床的扩充性及开放性更强,可以充分利用当今世界上计算机软件发展的最新成果,使其编程系统的功能更加强大、开放性更强,有利于图形输入、轨迹生成与动态模拟等形象、直观、高效方法的采用。以及测量、编程、加工一体化的实现,使数控编程更加方便、高效,也为进一步的开放式软数控机床的研究打下基础。本文着重阐述了Windows2000体系结构、WDM驱动程序的开发及实时控制和利用并行接口实现主从机通信的基本原理和设计实现。
成刚, 余碧波, 张云麟[7]1998年在《Windows环境下实时控制系统的实现》文中指出本文探讨了在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下如何进行实时控制的问题，并结合“七号共路信令分析仪”中实时通信系统的开发，给出了具体的实现方案。
陈普辉[8]2007年在《基于Windows平台的磁悬浮轴承实时控制系统研究》文中研究指明本文基于磁悬浮轴承系统的需求,将Windows操作系统引入磁悬浮轴承控制系统中。通过分析磁悬浮轴承系统的性能要求和Windows操作系统的运行机制,找出了在Windows操作系统下开发磁悬浮轴承实时控制系统的技术难点。采用编写设备驱动程序(VxD)处理硬件中断的方案,克服Windows操作系统设备相关性和实时性的不足,解决了主要包括定时采样、PCI接口、实时处理及实时输出的问题。同时发挥Windows操作系统标准界面的强大优势,实现了位移信号的实时显示和控制参数的在线修改等功能,为用户提供了十分友好的交互界面。最后,在所开发的基于Windows平台实时控制系统上,采用超前PID控制算法,实现了五自由度磁悬浮轴承的静态稳定悬浮和高速旋转,转速达到26400r/min。为解决试验试凑寻找PID控制参数的困难,对PID控制参数自主搜索算法进行了探索,并初步实现单路控制参数自主搜索。本论文的完成首先方便了磁悬浮轴承系统的调试,缩短了调试周期,提高了工作效率,其次为开发先进控制算法、实现智能控制、实现与相关控制系统的网络通讯等提供了一个很好的多任务开发平台,对开发通用的工控软件具有借鉴意义。
高亚东[9]2003年在《电液伺服阀性能试验台CAT系统研究》文中认为电液伺服阀是结合了机械、电子和液压技术的高度精密部件，它的性能直接影响甚至决定整个电液伺服系统系统的性能。伺服阀的检测对于保证伺服阀的性能指标、保证电液伺服系统准确快速稳定的工作有重要的意义 论文主要阐述了以工控机、数据采集卡、信号发生器等硬件为基础，运用虚拟仪器的思想，开发电液伺服阀计算机辅助测试系统的过程、收获和最后取得的成果。 第一章介绍了课题的来源，计算机辅助测试技术的发展现状，电液伺服阀测试技术的发展和计算机辅助测试技术在电液伺服阀测试中的应用。 第二章介绍了电液伺服阀的特性和性能指标，阐述了电液伺服阀测试的一般方法，最后讲述了电液伺服阀性能指标的计算机数据处理方法。 第叁章介绍了计算机数据采集的常用方法，分析了Windows操作系统的运行机制给实现实时数据采集造成的困难。经过充分调查，分析比较了各种解决途径，根据实际的硬件系统提出了解决数据采集实时性的方案。 第四章对CAT系统的硬件结构，工作原理，软件结构加以说明，详细介绍了软件的测试流程，和设计的思路。 第五章给出了CAT系统对电液伺服阀进行试验研究的结果，考核了测试系统的精度，介绍了软件中对测量误差的排除方法。 最后，在第七章对课题研究进行了总结，并对进一步研究做出了展望。
余昌盛[10]2005年在《基于PCI总线数据采集与运动控制系统研究》文中提出PCI总线作为目前计算机上流行的高速外设接口总线,在工业自动化领域,计算机上进行地数据采集或者运动控制基本上也都是通过PCI总线设备来实现的。本文对基于PCI总线计算机数据采集和运动控制系统的软硬件设计进行讨论和研究,分下面叁部分:PCI-bus数据采集卡和PCI-bus运动控制卡设计、Windows平台板卡WDM设备驱动程序开发、Matlab上数据采集和运动控制程序开发。 在PCI-bus数据采集卡硬件设计方面,提出了模拟信号调理和数据采集模块设计新方法,利用CPLD设计多路抗干扰旋转编码器接口电路,并开发出PCI-bus数据采集卡。 在PCI-bus运动控制卡硬件设计方面,以TI公司的TMS320F2812 DSP芯片作为运动控制核心芯片,对高性能的基于PCI总线通用性运动控制卡设计方法进行讨论,并开发了PCI-bus运动控制卡。 在Windows平台板卡的WDM设备驱动程序开发方面,对Windows平台的WDM驱动程序进行研究,提出了提高实时性的驱动程序设计方法,分别利用DriverStudio和DDK开发出数据采集卡驱动程序和运动控制卡驱动程序。 在Matlab环境下数据采集和运动控制程序开发上,本文对Matlab环境下实时控制的两种实现方法和需要解决的关键技术进行讨论。并且以实际的倒立摆系统和旋转位置伺服控制系统为对象,用组合变量的模糊控制策略在Matlab环境下编程实现对它们的实时控制,取得了非常好的控制效果,证明了Matlab环境下进行复杂非线性系统的实时控制是可行的。另外,针对自己设计的运动控制卡,在Matlab环境下开发了Embedded Target for TI C2000 DSP实时控制的Simulink模块库,并在Matlab上开发了交流异步电动机Sine PWM、Space Vector PWM以及闭环磁场定向算法的变频调速控制程序。重要的是,不但可以利用这些Simulink模块可以方便的实现交直流电动机变频调速实时控制功能,而且还可以利用Matlab的Real-Time Workshop将开发的电动机控制算法生成C代码文件,并创建CCS工程,可以直接移植到DSP硬件上实现控制功能。利用此方法,可以大大加快电动机控制算法开发过程。
参考文献：
[1]. Windows环境下实时控制系统研究[D]. 唐运刚. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）. 2004
[2]. Windows系列操作系统下的底层驱动技术在实时控制系统中的应用[D]. 孙磊. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）. 2007
[3]. 基于LabVIEW的实时控制与仿真技术应用研究[D]. 王欢. 南京航空航天大学. 2008
[4]. 毫米波仿真系统中实时控制系统的分析与设计[D]. 井胜状. 南京航空航天大学. 2011
[5]. 基于Windows的串行总线数控系统实时控制关键技术研究[D]. 陈月斌. 浙江大学. 2004
[6]. 基于Windows的数控钻铣床实时控制研究[D]. 银斌. 新疆大学. 2006
[7]. Windows环境下实时控制系统的实现[J]. 成刚, 余碧波, 张云麟. 重庆邮电学院学报. 1998
[8]. 基于Windows平台的磁悬浮轴承实时控制系统研究[D]. 陈普辉. 南京航空航天大学. 2007
[9]. 电液伺服阀性能试验台CAT系统研究[D]. 高亚东. 浙江大学. 2003
[10]. 基于PCI总线数据采集与运动控制系统研究[D]. 余昌盛. 浙江大学. 2005
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