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EtherRT-Box控制系统
型号: PXF3307
EtherRT-Box
EtherRT-Box控制系统
EtherRT-Box快速控制原型和硬件在回路开发系统（简称EtherRT-Box系统）基于TMS320F2812DSP开发，拥有丰富的硬件资源。软件控制通过Matlab/Simulink设计好控制算法，将硬件输入、输出接口替换为EtherRT-Box模块，编译Simulink模块就能自动生成DSP代码，在控制卡上生成相应的控制信号，从而方便地实现对被控对象的控制。运行过程中通过EtherRT-Box提供的MATLAB模块，实时修改控制参数并以图形方式实时显示控制结果，DSP采集的数据能以txt文本文档的格式被保存到磁盘，研究人员可以利用MATLAB直接对这些数据进行处理。
在教学科研工作中，科研人员能方便的使用Matlab/Simulink进行控制算法设计和在线仿真，进行控制系统的快速开发，而无需进行针对算法实现的软硬件开发过程，这样可以把主要的问题放在设计而不是硬件平台的实现上。使得电控单元系统及机械控制系统的开发和测试将更加简捷高效。
EtherRT-Box开发流程如下图所示。
1.1 EtherRT-Box控制系统硬件资源
l 主处理器为TMS320F2812 DSP，处理能力为150MIPS；
l 最多可容纳15通道的12bit AD，转换时间为250ns，输入范围为（0，3V）；
l 最多可容纳6通道的16bit AD，转换时间为3.1us，输入范围为（-10，+10V）；
l 最多可容纳4通道16bit DA，建立时间为10us，输出范围为（-10，+10V）；
l 最多可容纳3通道独立的PWM信号，分辨率为16位，每个通道有两路输出，共6路输出，这6路输出也可以作为输出的IO引脚使用；
l 最多可容纳4路输入IO引脚；
l 最多可容纳4通道QEP单元正交编码信号处理模块；
l 最多可容纳2路RS232串口；
l 128k×16bit的片内flash和18k×16bit的SARAM；
l 三个32 bit的系统定时器，4个16 bit通用定时器；
用户额外可扩充的功能：
l 最多可容纳6通道PWM信号，分辨率为16位；
l 多达56个可单独编程的复用口，亦可用作通用I/O 口；
l 三个外部中断口，并有外围中断扩展模块，可支持多达45个外围中断；
供电：
l ±15V和5V直流供电
注意：控制卡的功能可以根据用户的需求进行定制。
EtherRT-Box控制卡实物图如下所示：
1.2 EtherRT-Box控制系统软件
1.2.1软件资源
EtherRT-Box控制软件是面向MATLAB的实时仿真控制系统。它采用科研人员所熟悉的MATLAB/Simulink，设计控制系统只是搭建Simulink模块，图形化编程，可以充分利用MATLAB的资源。并自带有WM-EtherRT-Box工具箱，工具箱包含硬件接口模块、显示模块以及变量修改模块。
Hardware_Interface：每个模块均与控制卡硬件上的接口一一对应。
Variables Display：
以基于直线电机控制系统动态响应分析为例，其硬件原理图如下图所示：
利用MATLAB/Simulink资源以及WM-EtherRT-Box工具箱可搭建如下图所示模块。
上图是利用控制卡在simulink里搭建的直线电机跟踪方波的控制算法。图中WM_Encoder2是采集电机的位置信号的模块，采集的信号经过一系列处理后由控制卡的16bitDA模块输出到驱动器，经驱动器放大后控制电机运动。
EtherRT-Box控制界面，如下图所示。
图中“WM-Read”模块与Variables Display中的模块一一对应；“WM-Write”与Parameters Tuning工具箱中的模块一一对应。用户还可以通过控制面板右上角的“Save data”选项对“WM-Read”模块的数据选择性存储。
1.3 葩星科技EtherRT-Box硬件在回路控制系统的特点：
1）采用硬件在回路的概念进行设计：
采用国际上控制系统设计的常用方法（硬件在回路实时仿真与控制）设计，把计算机仿真和实时控制结合起来，极大提高控制系统的设计效率和性能。
2）使用MATLAB/Simulink对EtherRT-Box系统进行开发：
采用科研人员所熟悉的MATLAB/Simulink软件对EtherRT-Box进行开发，设计控制系统只是搭建Simulink模块，图形化编程，并且可以充分利用MATLAB的资源。
3）丰富的硬件资源：
EtherRT-Box硬件在回路控制系统的硬件系统基于TMS320F2812DSP开发，拥有这款DSP丰富的外设资源，并且外扩4路DA模块和2路正交编码信号模块，使得这套系统拥有更强大的功能，能同时对4台电机进行实时控制。
4）变量实时观测、修改和存储：
在MATLAB环境下，能实时观察变量、实时修改控制参数、以图形方式实时显示控制结果，并且DSP采集的数据能以MATLAB数据文件的形式被保存到磁盘。
5）开放性：
控制卡是开放式的，用于可以使用这个DSP控制卡构建其它控制系统。
6）价钱低廉：
相对国外的硬件在回路控制系统，价格上具有明显的竞争优势。
url： http://www.51lm.cn/p/templates/cn/show.php?cid=0&aid=3307
