整车硬件在环(HIL)测试系统软硬件介绍
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DS1103 PPC Board DS1401 PPC Board
被控对象
单处理器系统和多处理器系统 硬件在回路（HIL） 快速控制原型（RCP） 利用MotionDesk在线三维显示
• DS1103控制板
PowerPC 604e
主机接口
16M全局 SDRM
全局总线
全局总线
2M局部 2通用 RAM 定时器
1. 菜单栏: File 2.工具栏: ControlDesk
直接创建对象
• 虚拟仪器的使用
• 设计仪表板
仪表板(Layout)
虚拟仪器 选择仪表
属性对话框
• 虚拟仪器的使用 • 实例
• 虚拟仪器的使用 • 变量与仪器的关联
仪表板
拖放指令 变量浏览器
只有参量可以在线修改 其它变量只能观测和记录
• 如何打开RTI库及实现库之间的切换？
• 如何打开RTI库
– Matlab工作空间输入“rti” – Simulink浏览器
• 如何在库之间切换
– Matlab工作空间输入“rti+控制板型号”， 如“rti1103”
• RTI模块（DS1401为例） • ADC/DAC • DIO（PWM，频率捕捉，数字量输入输出） • CAN • 串口
DS1103 PPC 板
AutoBox
MicroAutoBox（DS1401）
AD/DA、数字I/O口多，CAN接口少，具有其它 的标准接口（如陀螺、机器人控制）
电源：135W，8-100V 温度范围：-10-55摄氏度 良好的抗震性，体积大
CAN接口多，其它接口较少 电源：20W，6-40V 温度范围：-40-85摄氏度 良好抗震性，体积小
• RTI的设置（ADC模块为例）
I/O物理接口
模块功能
查手册 使用Help文档
I/O特性 设置界面的参数描述
• RTI的设置（ADC模块为例）
12
6
A B
3组共6个50针接头
17
1
c
DS1401接头
50
34
DS1103接头
• RTW的设置及代码自动生成
RTW设置界面
代码编译
代码编译
时间
周期
数值计算方法
工具栏
菜单栏
• 常用工具
• 虚拟仪器管理器(Instrumentation)
– 设置建立的虚拟仪器的工作状态（Animation， Edit，Test）
工具栏
菜单栏
• 常用工具
• 虚拟仪器(Instrument Selector)
– 浏览虚拟仪器 – 在Layout中创建虚拟仪器
• 准备工作 • 设置ControlDesk与硬件的连接方式
菜单栏
工具栏设置菜单 （右键点击工具栏）
工具栏
浏览器
视窗
虚拟仪器
工具窗口 状态栏
• 常用工具
• 日志观察器(Log viewer)
– 观察ControlDesk的行为 – 错误信息
工具窗口
• 常用工具
• 平台浏览器(Platform manager)
– 设置与硬件的连接，创建/清除平台注册文件 – 浏览平台，控制实验过程 – 下载*.sdf文件
• 系统软件组成
MATLAB
SIMULINK
RTW
RTI
dSPACE 工具
• 分析,设计， 优化
• 离线的数据处理
• 基于方块图的建模 • 离线仿真
• 从模块生成C代码
• 实时接口模块库 • 自动代码实现
• ControlDesk/Motion Desk:实验的自动控 制和测试
• 与MATLAB接口的 MLIB/MTRACE
选择对应的 编译方法
生成*.sdf文件
Block reduction 设置为“Off”
• 一些注意点
• Simulink中的“Fcn”模块不能使用 • 其它工具箱中的模块多不能使用（DSP工具
箱中的“Filtering”模块可用） • 仿真参数设置窗口中的“Block reduction”一
定设置为“Off” • 编译出现RTI错误，可尝试新建*.mdl文件 • AutoBox开启状态下，编译完成后会自动下载
若出错，注意检查日志管理器 的错误提示
平台浏览器会出现注册平台
• 算法文件(*.sdf)的下载 • 自动下载
完成上述准备 工作
编译*.mdl 文件
首次下载算法 对算法模型结构进行了调整
• 算法文件(*.sdf)的下载
• 手动下载
1. 拖放
2. 工具栏
Pidrtdu.sdf
3. 菜单栏
• 虚拟仪器的使用 • 创建仪表板
中断 控制器
16/32位 I/O总线
TMS320F240 DSP
双端口 RAM
PWM
4路记 录输入
ADC 16路10位
串行接口
18位数字I/O
双端口 RAM
CAN接口 80C164
串行接口
32通道 数字I/O
6通道增 量编码器
ADC 16路16位 4路12位
DAC 8路14位
• AutoBox和MicroAutoBox
代码；否则仅生成*.sdf文件
• RTI的高级应用 • 中断处理（软件和硬件中断） • 定时器的调用 • 多任务的处理 • 非周期系统的处理（触发和使能系统）
• 内容概述
• 基于dSPACE的系统开发模式 • RTI/RTW的使用 • Control Desk的使用 • 实例
• ControlDesk界面
菜单栏
AutoBox为”Network connection”，IP地址为192.168.77.85，主机的IP必须要 在同一个段内
MicroAutoBox为”Bus connection” 若出错，注意检查日志管理器的错误提示
• 准备工作
• 平台初始化
1. 菜单栏
2. 右键点击平台浏览器
3.工具栏
RTI 变量 参量 输出
• 虚拟仪器的使用 • 曲线的显示和数据保存 曲线显示的起停
曲线是否 自动刷新
是否启用触 发信号及触
发形式
设置触发 信号启动 曲线显示
保存曲 线数据
曲线时 间长度
浏览器
工具栏
菜单栏
• 常用工具
• 文件选择器(File selector)
– 浏览硬盘文件 – 拖放文件
工具窗口
• 常用工具
• 变量浏览器
– 浏览硬件中算法内部的所有状态变量及相关输入 输出
– 拖放变量
工具窗口
• 常用工具 • ControlDesk文件管理器(ControlDesk)
– 打开，新建，保存Layout等文件
• dSPACE的“V”型开发模式
Βιβλιοθήκη Baidu
功能设计
标定
快速控制原型
硬件在回路仿真
目标代码生成
• 典型开发流程
开发被控对象的 理论模型
开发初步的控制算法
离线仿真测试 控制算法
I/O设置
建立ControlDesk 获得数据，观察及调节
变量
产生模型的 实时代码
• 系统硬件组成
主机
ControlDesk MotionDesk MLIB / MTRACE CLIB
整车硬件在环测试系统软硬件介绍
• 内容概述
• 基于dSPACE的系统开发模式 • RTI/RTW的使用 • Control Desk的使用 • 实例
• 并行工程问题
• RCP：将设计软件开发的算法方便快捷地在 实时硬件平台上实现，观察其与硬件相连后 的性能，且能进行反复实验和设计。
• HILS：在对象还处于研制阶段或对象硬件很 难得到时，能够在早期完成对控制算法的测 试。
代码自动生成，与Matlab的无缝连接 直接访问实时系统 图形化显示，实时在线设计和调整
• 内容概述
• 基于dSPACE的系统开发模式 • RTI/RTW的使用 • Control Desk的使用 • 实例
• RTI/RTW的使用
Simulink框图
RTI: 硬件接口程序
RTW: 代码自动生成
dSPACE控制板
被控对象
单处理器系统和多处理器系统 硬件在回路（HIL） 快速控制原型（RCP） 利用MotionDesk在线三维显示
• DS1103控制板
PowerPC 604e
主机接口
16M全局 SDRM
全局总线
全局总线
2M局部 2通用 RAM 定时器
1. 菜单栏: File 2.工具栏: ControlDesk
直接创建对象
• 虚拟仪器的使用
• 设计仪表板
仪表板(Layout)
虚拟仪器 选择仪表
属性对话框
• 虚拟仪器的使用 • 实例
• 虚拟仪器的使用 • 变量与仪器的关联
仪表板
拖放指令 变量浏览器
只有参量可以在线修改 其它变量只能观测和记录
• 如何打开RTI库及实现库之间的切换？
• 如何打开RTI库
– Matlab工作空间输入“rti” – Simulink浏览器
• 如何在库之间切换
– Matlab工作空间输入“rti+控制板型号”， 如“rti1103”
• RTI模块（DS1401为例） • ADC/DAC • DIO（PWM，频率捕捉，数字量输入输出） • CAN • 串口
DS1103 PPC 板
AutoBox
MicroAutoBox（DS1401）
AD/DA、数字I/O口多，CAN接口少，具有其它 的标准接口（如陀螺、机器人控制）
电源：135W，8-100V 温度范围：-10-55摄氏度 良好的抗震性，体积大
CAN接口多，其它接口较少 电源：20W，6-40V 温度范围：-40-85摄氏度 良好抗震性，体积小
• RTI的设置（ADC模块为例）
I/O物理接口
模块功能
查手册 使用Help文档
I/O特性 设置界面的参数描述
• RTI的设置（ADC模块为例）
12
6
A B
3组共6个50针接头
17
1
c
DS1401接头
50
34
DS1103接头
• RTW的设置及代码自动生成
RTW设置界面
代码编译
代码编译
时间
周期
数值计算方法
工具栏
菜单栏
• 常用工具
• 虚拟仪器管理器(Instrumentation)
– 设置建立的虚拟仪器的工作状态（Animation， Edit，Test）
工具栏
菜单栏
• 常用工具
• 虚拟仪器(Instrument Selector)
– 浏览虚拟仪器 – 在Layout中创建虚拟仪器
• 准备工作 • 设置ControlDesk与硬件的连接方式
菜单栏
工具栏设置菜单 （右键点击工具栏）
工具栏
浏览器
视窗
虚拟仪器
工具窗口 状态栏
• 常用工具
• 日志观察器(Log viewer)
– 观察ControlDesk的行为 – 错误信息
工具窗口
• 常用工具
• 平台浏览器(Platform manager)
– 设置与硬件的连接，创建/清除平台注册文件 – 浏览平台，控制实验过程 – 下载*.sdf文件
• 系统软件组成
MATLAB
SIMULINK
RTW
RTI
dSPACE 工具
• 分析,设计， 优化
• 离线的数据处理
• 基于方块图的建模 • 离线仿真
• 从模块生成C代码
• 实时接口模块库 • 自动代码实现
• ControlDesk/Motion Desk:实验的自动控 制和测试
• 与MATLAB接口的 MLIB/MTRACE
选择对应的 编译方法
生成*.sdf文件
Block reduction 设置为“Off”
• 一些注意点
• Simulink中的“Fcn”模块不能使用 • 其它工具箱中的模块多不能使用（DSP工具
箱中的“Filtering”模块可用） • 仿真参数设置窗口中的“Block reduction”一
定设置为“Off” • 编译出现RTI错误，可尝试新建*.mdl文件 • AutoBox开启状态下，编译完成后会自动下载
若出错，注意检查日志管理器 的错误提示
平台浏览器会出现注册平台
• 算法文件(*.sdf)的下载 • 自动下载
完成上述准备 工作
编译*.mdl 文件
首次下载算法 对算法模型结构进行了调整
• 算法文件(*.sdf)的下载
• 手动下载
1. 拖放
2. 工具栏
Pidrtdu.sdf
3. 菜单栏
• 虚拟仪器的使用 • 创建仪表板
中断 控制器
16/32位 I/O总线
TMS320F240 DSP
双端口 RAM
PWM
4路记 录输入
ADC 16路10位
串行接口
18位数字I/O
双端口 RAM
CAN接口 80C164
串行接口
32通道 数字I/O
6通道增 量编码器
ADC 16路16位 4路12位
DAC 8路14位
• AutoBox和MicroAutoBox
代码；否则仅生成*.sdf文件
• RTI的高级应用 • 中断处理（软件和硬件中断） • 定时器的调用 • 多任务的处理 • 非周期系统的处理（触发和使能系统）
• 内容概述
• 基于dSPACE的系统开发模式 • RTI/RTW的使用 • Control Desk的使用 • 实例
• ControlDesk界面
菜单栏
AutoBox为”Network connection”，IP地址为192.168.77.85，主机的IP必须要 在同一个段内
MicroAutoBox为”Bus connection” 若出错，注意检查日志管理器的错误提示
• 准备工作
• 平台初始化
1. 菜单栏
2. 右键点击平台浏览器
3.工具栏
RTI 变量 参量 输出
• 虚拟仪器的使用 • 曲线的显示和数据保存 曲线显示的起停
曲线是否 自动刷新
是否启用触 发信号及触
发形式
设置触发 信号启动 曲线显示
保存曲 线数据
曲线时 间长度
浏览器
工具栏
菜单栏
• 常用工具
• 文件选择器(File selector)
– 浏览硬盘文件 – 拖放文件
工具窗口
• 常用工具
• 变量浏览器
– 浏览硬件中算法内部的所有状态变量及相关输入 输出
– 拖放变量
工具窗口
• 常用工具 • ControlDesk文件管理器(ControlDesk)
– 打开，新建，保存Layout等文件
• dSPACE的“V”型开发模式
Βιβλιοθήκη Baidu
功能设计
标定
快速控制原型
硬件在回路仿真
目标代码生成
• 典型开发流程
开发被控对象的 理论模型
开发初步的控制算法
离线仿真测试 控制算法
I/O设置
建立ControlDesk 获得数据，观察及调节
变量
产生模型的 实时代码
• 系统硬件组成
主机
ControlDesk MotionDesk MLIB / MTRACE CLIB
整车硬件在环测试系统软硬件介绍
• 内容概述
• 基于dSPACE的系统开发模式 • RTI/RTW的使用 • Control Desk的使用 • 实例
• 并行工程问题
• RCP：将设计软件开发的算法方便快捷地在 实时硬件平台上实现，观察其与硬件相连后 的性能，且能进行反复实验和设计。
• HILS：在对象还处于研制阶段或对象硬件很 难得到时，能够在早期完成对控制算法的测 试。
代码自动生成，与Matlab的无缝连接 直接访问实时系统 图形化显示，实时在线设计和调整
• 内容概述
• 基于dSPACE的系统开发模式 • RTI/RTW的使用 • Control Desk的使用 • 实例
• RTI/RTW的使用
Simulink框图
RTI: 硬件接口程序
RTW: 代码自动生成
dSPACE控制板