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基于Matlab和Simulink仿真環(huán)境的CAN總線專用工具包
摘要: CANbus (Controller Area Network) 即控制器局域網(wǎng),是國際上應用最廣泛的開放式現(xiàn)場總線之一。作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網(wǎng)絡通訊控制方式,CANbus已被廣泛應用到各個自動化控制系統(tǒng)中。例如,在汽車電子、自動控制、智能大廈、電力系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領域。
Abstract:
Key words :

  CANbus (Controller Area Network) 即控制器局域網(wǎng),是國際上應用最廣泛的開放式現(xiàn)場總線之一。作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網(wǎng)絡通訊控制方式,CANbus已被廣泛應用到各個自動化控制系統(tǒng)中。例如,在汽車電子、自動控制、智能大廈、電力系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領域。

 德國ExpertControl公司的CANbus專用工具包是一套基于MatlabSimulink仿真環(huán)境,直接對CANbus數(shù)據(jù)流作實時的存取,感應和監(jiān)控。CANbus專用工具包的讀寫功能模塊,能像標準的Matlab模塊和Simulink庫一樣在Matlab和Simulink中直接使用。

基于Matlab和Simulink仿真環(huán)境

  Canbus工具包硬件設備

  CANbus工具包的硬件設備,包括在筆記本中使用的PCMCIA卡或在臺式機中使用的PCI卡。這些硬件設備的作用是實時的將CANbus數(shù)據(jù)耦合到計算機中,這樣Simulink才可以訪問CANbus數(shù)據(jù)。

  CANbus工具包也可以使用USB接口來訪問CANbus。提供最多10個CANbus通道。

Canbus工具包硬件設備

  Matlab中的操作步驟

  一般可以從Matlat命令行或程序界面調(diào)用四個功能函數(shù): (1) 初始化,(2)從Canbus讀數(shù),(3) 寫入Canbus (4)停止Canbus訪問。

  在Simulink中的訪問和建模步驟

  訪問Canbus的步驟如下:

  1. 定義"To Canbus Activities"

   為了方便在Simulink中建模,CANbus Toolset提供如圖所示定義菜單。所有信號通過Canbus識別器定義,包含數(shù)據(jù)和Simulink訪問名稱(SAN)。這些數(shù)位和字節(jié)只需定義一次,在Simulink建模和仿真時就不再需要關心硬件方面的細節(jié)。這個仿真模型可以通過用戶定義的名稱,SAN,寫回Canbus。

定義

  2. Simulink建模

  Simulink模型需包含Canbus特定的模塊,這些模塊可以被CANbus Toolset模塊庫"canlib"訪問。一般這些庫包括三個模塊:
? ModelControlBlock 對每個仿真模型使用一次。
? FromCanBlock 將按需要多次被仿真模塊使用。
? ToCanBlock將按需要多次被仿真模塊使用。

  3. 定義"Canbus Read Activities"

  Canbus的讀取功能是由上述模塊提供的。通過Simulink標準的方法實現(xiàn)參數(shù)化。

  4. 開始仿真

  現(xiàn)在可以開始實時仿真了。下圖顯示了模型對Canbus的讀寫,以及通過Simulink標準顯示模塊輸出的信號。

仿真

  CANbus Toolset應用領域

  CANbus Toolset可用于各種基于Simulink仿真的環(huán)境中:
• 監(jiān)控Canbus的物理信號
• 算法開發(fā),系統(tǒng)識別,控制設計和測試,比如坐在車中的感覺等。
• 提供經(jīng)實踐證明有效的微控制區(qū)標準。
• 原形函數(shù)
 
  CANbus Toolset亮點

• 方便的操作和使用
• 直接在Matlab中使用
• 直接在Simulink中使用
• 只需一般計算機或筆記本就能使用
• 工業(yè)標準的和基于USB的Canbus硬件
• 直接在 Simulink做實時仿真

CANbus Toolset

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