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基于MATLAB RTW/Engine
的建模仿真实验
实验报告
院（系）名称 专学学任
自动化 导航、制导与控制
苏泽亚 SY1103508
李妮
业生
名姓
称 名 号
课老师
2011年 12 月 17日
北京航空航天大学研究生实验报告
1 实验目的
MATLAB集成了各类应用领域的专用库函数和模块，用于数值计算、系统建模、控制和信号处理的软件包。Simulink工具可以对分系统或单个仿真模型进行设计。
RTW（Real-Time Workshop）是MATLAB提供的自动化代码生成工具，将Simulink模型框图转化为标准的C代码；Engine是MATLAB提供的C语言调用接口，可以通过API函数调用像Simulink模型等MATLAB资源。 学会利用MATLAB/Simulink创建仿真模型，利用MATLAB RTW和Engine工具，通过两种不同的方式在Visual C++环境中对Simulink模型进行集成和调用，从而辅助在科研及工程实践中准确、通用快速的建立分布交互仿真体系结构下的复杂系统仿真模型。
2 实验内容
（1）基于MATLAB RTW的建模与仿真 理解MATLAB RTW工作原理，在MATLAB中搭建Simulink仿真模型，对仿真模型参数及RTW参数进行配置，自动生成C代码，理解生成的C代码的功能，分析各个文件内容，并在Visual C++环境中集成生成代码，构建仿真模型，运行得到仿真结果，并与Simulink仿真模型的运行结果进行比较。
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（2）基于MATLAB Engine的建模与仿真
理解MATLAB Engine调用机制以及帧周期的概念，熟悉Engine的常用接口函数，在MATLAB中搭建Simulink仿真模型，对仿真模型参数及Engine参数进行配置，对模型进行仿真得到仿真结果，编写VC应用程序，通过Engine引擎调用Simulink仿真模型，将运行的结果与使用Simulink仿真得到的结果进行比较。
3实验步骤及过程
（1） 基于MATLAB RTW的建模与仿真
第一步：搭建Simulink模型，如图1：
图 1
图1所示模型为六自由度飞行模拟器Stewart平台的洗出算法模型，模型有六个输入In_fAAx、In_fAAy、In_fAAz、In_Omega、In_Cita、In_Fi分别为要模拟的飞行器在纵向、横向、垂向的比力和俯仰、横摇、侧滚的角速度，模型有六个输出Out_L1、Out_L2、Out_L3、Out_L4、Out_L5、Out_L6分别为飞行模拟器六个作动器的伸长量。
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仿真时间为0到30秒，类型选择为定步长，ode4（Runge-Kutta）数值分析方法，设置固定步长大小为0.01秒；
第二步：配置RTW参数，在Real-Time Workshop属性页中将系统目标文件选择为grt.tlc，
选择只生成代码，其余设置均采用默认设置，最后点击“Generate code”按钮，生成代码； 第三步：分析代码，在Visual C++中建立Windows窗体应用程序，设计窗体应用程序的前面板，包括参数设置区和图像绘制区。在解决方案属性页中添加MATLAB头文件、库文件目录，将生成的C代码加入到工程中，根据模型执行过程编写模型的模块，编译调试通过；
第四步：执行C++程序，绘制仿真波形，与Simulink模型得到的结果进行比较。 （2） 基于MATLAB Engine的建模与仿真
第一步：搭建Simulink仿真模型，如图1：
图 2
图2中模型与图1中相同为Stewart平台的洗出算法模型，在用Matlab仿真时仿真时间为0到30秒，类型选择为定步长，ode4（Runge-Kutta）数值分析方法，步长大小为0.1秒，模型中的simout中的数据保存格式选择为Array，并运行模型得到仿真结果；
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第二步：配置Workspace I/O属性页，初始状态设为xInitial，用于工作控件中加载变量， Final state选为xFinal，用于存储每个时间段运行结束时的终端状态，并且选择数据类型为Array；
第三步：在Visual C++中建立Windows窗体应用程序，设计窗体应用程序的前面板，包括参数设置区和指令显示区，在解决方案属性页中添加MATLAB头文件、库文件目录，编先仿真模块，编译调试通过；
第四步：将运行结果与在Simulink下的输出波形进行比较。
4 实验软件设计与实现
编程环境为Visual Studio 2008，MATLAB版本为R2011b。
4.1软件流程
建立Windows窗体应用程序，设计软件主窗体如图3，包括两个选项卡，RTW选项卡和ENGINE选项卡。打开软件时默认显示RTW选项卡，RTW选项卡包括两个区域，输入参数设置区和仿真结果绘制区，仿真结果绘制区含两个绘图区，上面的绘图区用于绘制Out_L1、Out_L2、Out_L3的仿真结果，下面的绘图区用于绘制Out_L4、Out_L5、Out_L6的仿真结果。
图 3
ENGINE选项卡如图4，可选择模型路径，设置模型名称、仿真步长和仿真时间，指令显示区用来显示配置完成后要发送到ENGINE的指令。
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