電液伺服系統因其高頻響、高性能等特點被廣泛應用與研究，其對控制系統的要求也較高，控制策略是整個控制系統的核心。MATLAB具有強大的矩陣和數學計算功能，并有針對控制系統設計的工具箱，是目前控制系統設計人員首選的CAD軟件。利用其RTWT工具箱可以直接在Simulink實現A／D、D／A以及控制算法，其ring 0級的中斷在Win9x下的精度可達0．1ms。
   
    本文以研華PCL-818L板卡為例，說明了使用RTWT工具箱的相關問題，開發了基于Simulink的采樣頻率為1kHz的閥控缸位置系統控制軟件，研究了電液伺服系統快速原型化的方法，可方便的進行控制策略的驗證。
   
    1 RTW與RTWT簡介
   
    RTW是Matlab圖形建模和仿真環境Simulink的一個重要的補充功能模塊，簡而言之它是一個基于Simulink的代碼自動生成環境。它能直接從Simulink的模型中產生優化的、可移植的和個性化的代碼，并根據目標配制自動生成多種環境下的程序。實時視窗目標RTWT（Real time Windows Target）是RTW的附加產品，可將Intel80X86／Pentium計算機或PC兼容機轉變為一個實時系統，而且支持許多類型的I／O設備板（包括ISA和PCI兩種類型）。用戶只需安裝相關的軟件、一個編譯器和I／O設備板，就可將一個PC機用作實時系統并通過I／O設備與外部設備進行連接。RTWT支持多種做作的驅動程序庫，從Simuiink移植至外部硬件的參數可以在系統運動過程中進行在線調整，所以用其進行實時控制系統開發時，周期短、費用低、效率高。
   
    2 RTWT的安裝與設置
   
    1）在Win9x下安裝RTW3．0需要系統首先安裝MATLAB5．3和Simulink3．0，還要安裝RTWT需要的首先安裝Watcom C編譯器，并在定義Watcom環境變量，定義Watcom環境變量的方法是在autoexec．bat中加入如下設置：
   
    set WATCOM=<編譯器安裝路徑>重啟計算機后在MATLAB命令行窗口鍵入mex-setup，根據提示設置Watcom C編譯器為默認編譯器。
   
    2）在MATLAB命令行窗口鍵入rtwintgt-setup，對于"是否安裝RTWT內核"問題，鍵入Y后重啟計算機；
    3）重啟后再次打開MATLAB，在命令行窗口鍵入simulink，并新建一模型文件，保存為myctrl．mdl；
    4）模型庫中找到Real-Time Windows Target，將Adapter、RT In、RT Out和Scope拖到新建的模型文件中；
    5）雙擊Adapter，找到所用采集卡的驅動程序，確認后，出現采集卡輸入端口調整窗口，可以調整和確認采集卡的地址和各通道的輸入電壓范圍；
    6）雙擊RT In（RT 0ut）模塊，設定采樣時間、所屬數據采集卡和通道號，其中RT In模塊對應的A／D通道應連接位置傳感器（LVDT）信號，RT Out模塊對應的D／A通道作為控制輸入信號，經V／I變換后給伺服閥；

    7）在myctrl．mdl模型文件的菜單中選擇Simulink-Parameters-solver-solver options中Type對應的下拉框中選擇定步長（Fixed-step），定步長大小設置為0．001，模式選擇為單任務（Single Tasking）；
    8）TooIs-RTvv Options中系統目標文件，利用瀏覽（Browse）按鈕選擇實時視窗目標所對應的win_watc.tlc；#p#分頁標題#e#
    9）按下Tools-RTW Build按鈕，進行代碼生成和目標文件的創建；
    10）在Simulation菜單選擇External；
    11）在Simulation菜單下，確認Connect to target選項；
    12）在Simulation菜單下，單擊Start real-time code。即開始運行控制程序。
   
    3 電液伺服系統模型
   
    如圖2所示的閥控制非對稱缸系統是實驗室用的疲勞試驗臺，拉線式位置傳感器的輸出信號應接RT ln模塊所對應的研華PCL-818L板卡的A／D通道。伺服線圈應按RT Out對的D／A通道經V／I（電壓變電流）變換后的控制輸入信號，以形成數字閉環控制。圖3為電液伺服系統實物照片。耐磨焊條

    一般對稱液壓缸不考慮結構柔度的影響、忽略摩擦負載和彈性負載的前提下，電液位置伺服系統的連續數學模型可表示為：

    首先，對如下傳遞函數與零階保持器（ZOH）組成的系統進行標準Z變換：

    式中：T為采樣周期。得到系統開環脈沖傳遞函數為：

    由以上分析可知電液伺服位置系統為I型系統，選擇合理的PID控制參數即可保證控制系統的穩定性，系統對階躍響應的實驗結果如圖4所示。

    4 結束語
   
    綜上所述，在具備一定硬件條件的基礎上，利用實時視窗目標可方便完成控制算法的驗證。確定好控制策略后，還可利用RTW自動生成代碼，將控制器對應的代碼嵌入到用C／C++編寫的控制軟件中。進而完成快速原形化控制和設計到代碼的自動化。