万方数据可通过局域网、Ｉｎｔｅｍｅｔ进行连接；（２）支持任何台式Ｐｃ机、ＰＣ／１０４、ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ、工业ＰＣ或ＳＢＣ（单板机）作为实时目标系统；（３）依靠处理器的高性能水平，采样率可达到１００ｋＨｚ；（４）扩展了Ｌ／０驱动设备库，现已支持超过１５０种标准Ｌ／Ｏ板；（５）可以得到来自主机或目标机的信号，也可以动态调整参数；（６）在宿主机和目标机上都可进行交互式的数据可视化和信号跟踪；（７）使用ｘＰｃＴａｒｇｅｔＥｍｂｅｄｄｅｄＯｐｔｉｏｎ能针对独立操作进行系统配置．图１ＸＰＣ目标双机模式３系统的硬件连接在ｘＰｃ目标的半实物仿真中，主要通过数据采集卡来实现计算机和外部设备的连接，既需要通过数据采集卡的Ａ／Ｄ接口从外部模拟设备采集数据送到目标机，也需要通过Ｄ／Ａ接口将目标机的计算结果送往外部模拟设备．３．１采用ＸＰＣ目标提供的Ｉ／Ｏ设备ｘＰｃ目标提供了支持超过１５０种标准工／ｏ板的Ｉ／０驱动设备库．ｘＰｃ目标所提供的Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ、ＤＩ、Ｄ０等模板，它实际上是为不同的板卡提供不同的驱动程序．在应用中，将所用到的Ｌ／ｏ设备对应的模板拖人模型中，进行采集卡的参数设置（如通道数、电压范围、采样时间、基地址等），并在实际仿真测试系统中接入相应板卡．在编译模型文件时，其中的板卡的信息就会被编译为可执行代码，下载到目标机上后，目标就通过数据采集卡和外部设备建立了联系，构成实时仿真测试回路．在仿真过程中可以从这些板上输入输出数据，以进行半实物仿真．本文目标机安装的是研华公司（Ａｄｖａｎｔｅｃｈ）的ＰＣＬ一７１１Ｂ和ＰＣＬ一７２８数据采集卡．水利水电技术第３６卷２００５年第１期张江滨，等∥构建基于ｘＰＣ目标的实时仿真测试系统３．２采用其他Ｉ／Ｏ设备如果没有采用ｘＰＣ目标提供的Ｌ／０设备，则需自己编写设备驱动程序，这时可参考ｘｐｃｂｌｏｃｋｓ文件夹下的各种设备驱动程序模块的源代码来编写程序，并存为ｆｉｌｅｎａｍｅ．ｃ，然后在ＭＡＴＬＡＢ命令窗口输入命令：ｍｅｘ￡１ｅｎａｍｅ．ｃ，ＭＡＴＬＡＢ自动调用编译器生成ｍｅｘ动态连接库文件ｆｉｌｅｎａｍｅ．ｄｌｌ，并将其设置到ＭＡＴＬＡＢ的搜索路径中，最后将文件封装成一个ｓ—ｆｕｎｃｔｉｏｎ模块，进行参数设置即可．４目标启动盘的制作目标机必须通过特制的软盘启动才能调用和运行ＸＰＣ目标的实时内核．在安装了ｘＰＣ目标软件和网络通信硬件后，就可以设置宿主机和目标机的环境属性，进行目标启动盘的制作．本文的宿主机和目标机都安装了网卡，中问通过Ｈｕｂ连接．将软盘插入宿主机的软驱，在ＭＡＴＬＡＢ命令行输入ｘｐｃｓｅｔｕｐ，出现ｘＰｃＴａｒ－ｇｅｔｓｅｔｕｐ对话框，就可以进行宿主机和目标机环境属性设置．最后单击ＢｏｏｔＤｉｓｋ按钮，就可完成目标启动盘的制作．５仿真模型的构建根据实际测试要求可在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境中方便地构建模型．本文以发电机励磁测试系统为例，用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ提供的发电机和负荷模型代替现实中复杂的电力系统，忽略调速器，以一常数代替．在ｘＰｃＴａｒｇｅ∥ＢｌｏｃｋＬｉｂｒａｒｙ的Ａ／Ｄ库中拖动研华公司（Ａｄｖａｎｔｅｃｈ）的ＰＣＬ．７１１Ｂ（在目标机上已经安装了ＰＣＬ一７１１Ｂ数据采集卡）作为励磁电压的数字输入通道，采用ＰｃＬ＿７２８作为发电机Ａ相电压的模拟输出通道．这样通过数据采集卡就可以很方便地与实际的励磁控制器结合起来，进行控制器的闭环实时仿真测试．因为ＰＣＬ－７２８的Ｄ／Ａ输出范围为一５～＋５Ｖ，为了使Ａ相电压在这一范围完整地输出，可在电压测量元件输出端口加适当的比例环节．同时，如果要测量其他参数，可在发电机ｍ—ｐｕ端口加入测量模块ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＤｅｍｕｘ，可对发电机的三相电流、角速度、输出功率等参数进行观察．ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型如图２所示．６ｘＰＣ目标应用程序的创建和下载６．１仿真参数的设置在ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型中，仿真和实时运行参数都可在ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＰａｍｍｅｔｅｒｓ对话框中设置，主要包括Ｓ０１ｖｅｒ、ｗｏｒｋｓｐａｃｅＬ／Ｏ、Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ、Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅｗｏｒｋｓｈ叩等４７１　万方数据张江滨，等∥构建基于ｘＰｃ目标的实时仿真测试系统电压测量图２Ｓｉｍｕ¨ｎｋ模型负荷２ｌ：８００ｋｗｌＬ二］负荷１１８００ｋｗ４００ｋｖａｒ个下拉菜单的参数设置．６．２创建和下载ＸＰＣ目标应用程序仿真参数设置完毕后，同时通过启动盘启动目标机的实时内核，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ窗口中选择Ｔ００１ｓ＼Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅｗｏｒｋｓｈｏｐ＼ＢｕｉｌｄＭｏｄｅｌ命令，就可对ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型进行编译、链接生成可执行的目标应用程序，并将其下载到目标机．７在实时仿真测试系统中运行ｘＰＣ目标应用程序７．１信号输入、输出信号的输入、输出通过采集卡的Ｌ／０通道实现．在ＰｃＬ＿７１１Ｂ数据采集卡的Ａ／Ｄ通道接人励磁电压作为输入信号，ＰＣＬ．７２８的Ｄ／Ａ通道输出发电机Ａ相电压．数据采集卡的Ｄ／Ｉ、Ｄ／Ｏ可为数字量提供输入输出，然后运行ｘＰＣ目标应用程序．７．２信号跟踪（１）使用ｘｐｃｓｃｏｐｅ进行信号跟踪．当ｘＰＣ目标应用程序下载到目标机后，在Ｍａｔｌａｂ命令行输入ｘｐｃ－ｓｃｏｐｅ，在宿主机上出现管理器窗口（Ｍａｎａｇｅｒ），根据需要可决定示波器的个数和选择要跟踪的信号，这样就可进行多示波器窗口和多信号的跟踪显示．如图３所示为某一仿真时间段信号跟踪波形，图３中水平线为ＰＣＬ．７１ｌＢ数据采集卡励磁电压输入信号，曲线为ＰｃＬ．７２８数据采集卡输出发电机Ａ相电压信号．图中横坐标为仿真时间￡，纵坐标为电压ｕ．（ａ）励磁电压力Ｏ５Ｖ时（ｂ）励磁电压为１Ｖ时图３不同励磁电压下发电机Ａ相电压跟踪波形（２）使用ｘｐｃｔｇｓｃｏｐｅ进行信号跟踪．在ＭＡＴ·ＬＡＢ命令行输入ｘｐｃｔｇｓｃｏｐｅ，在目标机的监视器上出现示波器窗口同样可进行多示波器窗口和多信号的跟踪．（３）使用ＭＡＴＬＡＢ命令进行信号跟踪．使用ｘＰｃ目标提供的函数生成目标ｓｃ叩ｅ对象，对信号进行选择和观察．７．３ＸＰＣ目标应用程序的参数调整（１）使用ＭＡＴＬＡＢ命令进行参数调节．可使用ＭＡＴＬＡＢ函数来改变模块的参数，不需重新创建模型的目标应用程序，就可改变程序的参数．（２）使用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ外部模式在线调节参数．使用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ外部模式下，在ｓｉｍｕｌｉｎｋ外部模块图的任何位置改变参数，ｓｉｍｕｌｉｎｋ都将改变后的参数自动下载到正在运行的目标应用程序中．根据信号跟踪波形可随意改变模型参数检验励磁控制器的调节效果，也可实时地测试控制器的控制算法，参数设计，直至得到满意效果．如图３为不同励磁电压的信号跟踪波形图．７．４数据存储在环境下，进行信号跟踪的同时也可对所跟踪信号实现数据存储，供以后分析处理．在ｘｐｃｓｃｏｐｅ中选择要跟踪的信号，然后单击Ｅｘｐｏｒｔ选项，这时在ＭＡＴＬＡＢ的ＷＯＲＫＳＰＡＣＥ中就会自动生成ＭＡＴ文件．这里可记录任意时间段的任意个（如５００）信号数据，这样就可很方便地对测试结果进行分析、处理．７．５数据分析在测试中所采集的实时数据是分析的依据，利用ＭＡＴＬＡＢ提供的图形编辑模块ＧｕＩ，按照测试要求很容易编写友好的用户界面，并根据ＭＡＴ数据文件绘制试验曲线、打印报表等，进行数据分析．试验测得的数据可以通过各个试验模块进行分析处理．８结语本文详细介绍了基于ｘＰＣ目标构建实时仿真测试系统的方法．利用ｘＰＣ目标提供的Ｌ／０驱动设备库，很容易与硬件结合起来，使用标准的ＰＣ硬件和现成的Ｌ／Ｏ接口板，ｘＰｃ目标提供了一个构建理想的低价高效的半实物仿真测试系统的途径．这种设计方法使得系统设计者充分利用了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ提供的工具箱和函数库，进行数学建模，然后通过ＲＴｗ将Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块图自动转换为对应的ｃ代码，并下载到目标机．这样，用户在设计阶段可以在硬件布置、编写产品控制软（下转第７６页）水利水电技术第３６卷２００５年第１期　万方数据　万方数据构建基于XPC目标的实时仿真测试系统作者：张江滨， 姚辉， 杨晓萍， ZHANG Jiang-bin， YAO Hui， YANG Xiao-ping作者单位：西安理工大学,水利水电学院,陕西,西安,710048刊名：水利水电技术英文刊名：WATER RESOURCES AND HYDROPOWER ENGINEERING年，卷(期)：2005,36(1)被引用次数：7次1.杨涤;杨旭;李立涛系统实时仿真开发环境与应用 20022.李兴玮;叶磊基于MATLAB/XPC Target构建实时仿真系统[期刊论文]-计算机仿真 2003(08)3.樊晓丹;孙应飞;李衍达一种基于RTW的实时控制系统快速开发方法[期刊论文]-清华大学学报（自然科学版）2003(07)4.吴天明;谢小竹;彭彬Matlab电力系统设计与分析 20045.吴剑;孙秀霞采用MATLAB中的XPC Target对硬件进行操作[期刊论文]-现代电子技术 2002(04)6.杨冠城电力系统自动装置原理 19951.王爽心.王玎婷.杨辉.刘国栋.Wang Shuangxin.Wang Dingting.Yang Hui.Liu Guodong基于xPC目标的液压疲劳控制系统半实物实时仿真[期刊论文]-仪器仪表学报2006,27(z1)2.谢晗.吴光强.邱绪云.XIE HAN.WU GUANGQIANG.QIU XUYUN基于xPC目标的实时仿真技术及实现[期刊论文]-微计算机信息2006,22(34)3.吴剑.孙秀霞采用MATLAB中的xPC Target对硬件进行操作[期刊论文]-现代电子技术2002(4)4.刘欢.张毅.LIU Huan.ZHANG Yi基于xPC Target的机械臂控制系统开发[期刊论文]-自动化与仪表2008,23(5)5.江绍明.毕效辉.JIANG Shao-ming.BI Xiao-hui采用U盘制作xPC目标启动盘[期刊论文]-自动化与仪表2008,23(6)6.宋天佳.陈劭.苗立东.孙逊.SONG Tian-jia.CHEN Shao.MIAO Li-dong.SUN Xun xPC目标在EPS试验台电机控制中的应用[期刊论文]-工程设计学报2009,16(6)7.翟坤.杨涤.刘振刚.曲溪.Zhai Kun.YANG Di.LIU Zhen-gang.QU Xi采用xPC实现转台的位置伺服系统[期刊论文]-系统工程与电子技术2005,27(4)8.赵斌.周军.卢晓东.Zhao Bin.Zhou Jun.Lu Xiaodong基于xPC Target的飞行器半实物仿真系统研究[期刊论文]-计算机测量与控制2011,19(3)9.苗立东.Miao Lidong xPC目标机的启动方法研究[期刊论文]-计算机应用与软件2009,26(6)10.李中健.杜娟.Li Zhongjian.Du Juan xPC驱动程序开发及在无人机仿真中的应用[期刊论文]-计算机测量与控制2009,17(3)1.韩加蓬.刘小莉基于xPC的TPMS数据采集系统的设计[期刊论文]-微计算机信息 2007(23)2.王爽心.王玎婷.杨辉.刘国栋基于xPC目标的液压疲劳控制系统半实物实时仿真[期刊论文]-仪器仪表学报2006(z1)3.刘小莉.韩加蓬MATLAB/xPC环境下数据采集系统的设计[期刊论文]-山东理工大学学报（自然科学版） 2007(4)4.时亚忠.王旭永.张红伟采用C MEX S函数编写xPC环境下设备驱动模块的研究[期刊论文]-测控技术 2006(7)5.丁荣军快速控制原型技术的发展现状[期刊论文]-机车电传动 2009(4)6.左鹏峰基于MATLAB环境的末制导炮弹制导系统半实物仿真[学位论文]硕士 20067.姜春宇中压共轨柴油机气门正时电控系统的设计[学位论文]硕士 2006本文链接：/Periodical_slsdjs200501020.aspx。