董靖川， 王太勇， 陆钢庆， 李晓奇， 闫传滨

(天津大学 机械工程学院，天津 300354)

0 引 言

传统嵌入式数字控制系统软件开发需要手工编写大量代码，并且需要等到样机完成后才能进行测试，整个过程不但很容易出错，而且发现错误后需要重复代码编写、算法调试等工作，造成开发效率低下，可靠性差。为了解决传统设计方法的弊端，从20世纪90年代以后，人们尝试通过基于模型的设计方法(MBD)开发嵌入式控制系统。该方法以控制系统的数学模型为核心，借助计算机建模、仿真和自动代码生成技术实现开发流程，使工程师能够在各个阶段都能够依据系统控制模型进行设计开发，在建模、仿真过程中能够尽早发现并解决问题，避免了手工编写代码造成的效率低下和可靠性问题，使复杂控制系统快速、可靠设计成为可能。目前，基于模型的设计方法已成功应用于大型项目的开发上，如空客380客机、GM混合动力汽车、诺-马公司的联合攻击机等项目[1]。

Matlab/Simulink软件支持基于模型的设计流程，提供图形化的建模、仿真环境[2-3]，以及嵌入式代码自动生成等功能，可以满足运动控制系统的开发需要。在此基础上，采用以单片机(MCU)为核心的嵌入式运动控制板作为控制器硬件平台[4]，并连接直角坐标运动机构组成运动控制实验装置，可以实现运动控制算法的验证与测试。为了在该装置上实现基于模型的设计，开发了运动控制板的Simulink自动代码生成模块库[5]，含有AD、DA、编码器、通用输入、通用输出等接口的驱动程序。……