### MATLAB 通过 TargetLink 自动生成代码
#### 一、引言
随着电子控制系统的日益复杂化，传统的手工编码方法已无法满足现代机电闭环控制系统开发的需求。自动代码生成技术应运而生，它不仅能够提高开发效率，还能显著减少错误率。MATLAB/Simulink 结合 dSPACE 的 TargetLink 工具链便是这一领域的典型代表之一。
#### 二、MATLAB/Simulink 与 RTW、RTI 概览
**MATLAB/Simulink** 是一种高级计算环境和交互式编程语言，广泛应用于算法开发、数据分析、可视化以及数值计算等领域。**Simulink** 提供了一种基于方框图的环境，用于动态系统建模、仿真和分析。**RTW (Real-Time Workshop)** 和 **RTI (Real-Time Interface)** 是 Simulink 的附加组件，专门用于从 Simulink 模型自动生成 C 代码，并将这些代码部署到实时系统中。
#### 三、dSPACE 平台介绍
**dSPACE** 是一个用于控制算法开发、验证和测试的完整解决方案平台。它由一系列软件工具和硬件设备组成，涵盖了从原型设计到最终产品的整个开发周期。
- **软件组件** 包括但不限于 MATLAB/Simulink、RTW、RTI 和 ControlDesk 等。
- **硬件组件** 包括各种实时控制器板卡，如 DS110x 系列、DS200x 系列等。
- **产品安装** 过程涉及硬件和软件的安装配置，确保系统可以正常工作。
- **总结** dSPACE 平台为开发者提供了一个高度集成的工作环境，支持从模型设计到实际应用的一站式服务。
#### 四、开发流程详解
**1. 建立对象数学模型**
在 MATLAB/Simulink 环境中建立控制对象的数学模型。这一步是整个开发过程的基础。
**2. 设计控制方案**
根据控制对象的特点和需求，设计相应的控制策略和算法。Simulink 提供了丰富的模块库来辅助设计过程。
**3. 进行离线仿真**
在设计完成后，利用 Simulink 进行离线仿真，验证控制策略的有效性。
**4. 生成模型实时代码**
接下来，使用 RTW 和 RTI 从 Simulink 模型中自动生成 C 代码。生成的代码可以直接部署到 dSPACE 实时硬件上。
**5. 配置 I/O 和中断**
在代码生成后，需要对实时硬件上的输入输出（I/O）进行配置，并设定软硬件中断优先级，以确保实时性要求得到满足。
**6. 下载代码到实时硬件**
通过 TargetLink 将生成的代码下载到 dSPACE 实时硬件上。TargetLink 支持自动代码插入和链接，简化了部署过程。
**7. 综合实验和测试**
在 ControlDesk 界面中进行综合实验和测试，包括数据采集、在线调参等操作。ControlDesk 提供了丰富的功能，支持自动化测试和故障注入等功能。
#### 五、dSPACE 软件体系架构
dSPACE 的软件体系架构包括以下几个方面：
- **实现软件**：通过 MATLAB/Simulink/RTW 或 C 语言开发算法代码。
- **产品代码生成软件**：如 TargetLink，用于自动生成产品代码。
- **标定软件**：如 CalDesk，用于参数标定和调整。
- **实验软件**：如 ControlDesk 和 AutomationDesk，用于实验控制和自动化测试。
- **接口软件**：如 MLIB/MTRACE 和 CLIB，提供 PC 和实时处理器之间的通信接口。
#### 六、RTI 扩展
RTI 不仅支持基本的 I/O 接口设置和代码生成，还提供了多种扩展选项，如 RTI-MP、RTICAN、RTILIN 和 RTIFlexRay 等，以适应不同类型的通信协议和多处理器系统的需求。
#### 七、编译器选择
dSPACE 支持多种编译器，包括 PowerPCC、GNUC 和 DSPC 编译器，适用于不同的硬件平台。
#### 八、实验软件概述
ControlDesk 等实验软件不仅提供了虚拟仪表、数据采集等功能，还可以通过扩展模块实现故障注入和自动化测试等高级功能。
MATLAB/Simulink 与 dSPACE 的 TargetLink 工具链相结合，为机电闭环控制系统的开发提供了一套高效、可靠的解决方案。从模型设计到代码生成，再到实验测试，每一个环节都被精心设计和优化，确保了开发过程的顺利进行。
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