Nghiên cứu và đánh giá hệ thống điều khiển thời gian thực RTOS

- TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Nghiên cứu và đánh giá hệ thống điều khiển thời gian thực RTOS.
- Đối tượng nghiên cứu là hệ điều hành thời gian thực.
- Ngoài ra, Luận văn có tiến hành thực hiện ứng dụng hệ điều hành thời gian thực vào mô phỏng hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều trên hệ thống thời gian thực.
- Tiếp theo, luận văn nghiên cứu nguyên lý và đặc điểm của một số hệ điều hành thời gian thực.
- tiến hành đo đạc đánh giá hệ điều hành thời gian thực: RTAI và Xenomai.
- lựa chọn, xây dựng và ứng dụng hệ điều hành thời gian thực RTAI vào điều khiển động cơ điện một chiều.
- 12 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC.
- Hệ thống thời gian thực.
- Hệ điều hành thời gian thực (Real Time Operating System - RTOS.
- Các thông số dùng để đánh giá, phân tích hệ điều hành thời gian thực.
- Các yêu cầu của hệ điều hành thời gian thực.
- 16 CHƢƠNG 2: CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH THỜI GIAN THỰC.
- Quản lý bộ thời gian và xung nhịp.
- 28 CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH THỜI GIAN THỰC.
- Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh.
- 44 CHƢƠNG 4: THỰC HIỆN HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC.
- Cấu trúc hệ thống thời gian thực.
- Các bƣớc tiến hành cài đặt hệ điều hành thời gian thực RTAI.
- Chuẩn bị các bộ cài cho hệ thống thời gian thực.
- Thực hiện cài đặt bản vá nhân hỗ trợ thời gian thực.
- Cài đặt các module hỗ trợ lập trình thời gian thực RTAI.
- Cài đặt môi trƣờng phát triển ứng dụng thời gian thực Matlab.
- 57 CHƢƠNG 5: ỨNG DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH THỜI GIAN THỰC TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU.
- Mô phỏng thời gian thực.
- Mô phỏng hệ thồng điều khiển động cơ điện một chiều trên hệ thống thời gian thực.
- Mô phỏng mạch mạch lực và mạch điều khiển của hệ thống trên hai hệ điều hành thời gian thực.
- 46 Bảng 4.3: Các gói phần mềm phục vụ cài đặt cho bản vá thời gian thực RTAI.
- 47 Bảng 4.8: Các lệnh cài đặt phần mềm thời gian thực.
- 51 Bảng 4.19: Các lệnh thực hiện cài đặt bản vá thời gian thực RTAI.
- 33 Hình 3.4: Linux chuẩn với bản vá giành quyền ƣu tiên thời gian thực.
- 39 Hình 3.15: Xenomai bộ thời gian IRQ.
- 41 Hình 3.18: Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh Xenomai (không giành ƣu tiên.
- 42 Hình 3.19: Thời gian chuyển khóa Xenomai (với giành quyền ƣu tiên.
- 43 Hình 3.20: Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh RTAI (không có giành quyền ƣu tiên.
- 43 10 Hình 3.21: Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh RTAI (có giành quyền ƣu tiên.
- 91 Hình 5.30: Sơ đồ hệ thống đƣợc sử dụng mô phỏng trên hệ điều hành thời gian thực.
- 95 Hình 5.33: Tốc độ động cơ trong mô phỏng thời gian thực.
- 96 Hình 5.34: Dòng điện phần ứng động cơ trong mô phỏng thời gian thực.
- 98 Hình 5.37: Tốc độ động cơ trong mô phỏng thời gian thực thực hệ kết nối hai hệ thống.
- 99 Hình 5.38: Dòng điện động cơ trong mô phỏng thời gian thực thực hệ kết nối hai hệ thống.
- Luận văn tiến hành đánh giá các hệ điều hành thời gian thực (hệ điều hành thời gian thực RTAI và xenomai.
- dựa trên ba đặc điểm quan trọng của hệ điều hành thời gian thực: Trễ, dao động, và thời gian chuyển ngữ cảnh.
- Từ đánh giá đó tiến hành lựa chọn hệ điều hành thời gian thực và ứng dụng vào bài toán điều khiển động điện cơ một chiều.
- Chƣơng 4: Nêu các bƣớc tiến hành xây dựng hệ thống thời gian thực RTAI trên nền tảng PC.
- Chƣơng 5: Thực hiện tính toán hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều và ứng dụng hệ thống thời gian thực RTAI vào mô hình trên.
- 14 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC 1.1.
- Một hệ thống thời gian thực là sự kết hợp các tiến trình với các ràng buộc về thời gian.
- Hệ thống thời gian thực đƣợc chia thành hai loại: thời gian thực cứng (hard real-time) và thời gian thực mềm (soft real-time).
- Trong hệ thống thời gian thực mềm có thể xảy ra vƣợt kỳ hạn nhƣng không đƣợc thƣờng xuyên.
- Thời gian đáp ứng xấu nhất (Worst Case Response Time): Thời gian đáp ứng xấu nhất đƣợc xác định theo phƣơng pháp của ISA (International Society for Measurement and Control).
- Trong hệ thống thời gian thực yêu cầu thời gian chuyển ngữ cảnh phải là nhỏ.
- Nên luận văn này lựa chọn hệ điều hành thời gian thực đƣợc phát triển dựa trên nền Linux.
- Trong không gian ngƣời dùng, thời gian thực hiện nhiệm vụ lâu hơn.
- Dịch vụ thời gian (Timing services.
- Khi vào miền thứ hai, nhiệm vụ thời gian thực không mất ƣu tiên của nó.
- Nhiệm vụ thời gian thực có thể đông cứng khi thực hiện hoạt động vào ra (ví dụ.
- Mô hình trình điều khiển thiết bị thời gian thực (Realtime Device Driver Model - RTDM) hỗ trợ phát triển những trình điều khiển đó.
- Bộ thời gian sử dụng thuật toán quay tròn.
- Hơn nữa, LXRT API cung cấp các nhiệm vụ thời gian thực cứng trong không gian ngƣời dùng.
- Điều khiển ngắt thời gian thực và dịch vụ đồng hồ (rtai_hal.ko.
- Vào trƣớc ra trƣớc thời gian thực fifo (rtai_fifos.ko.
- Truyền thông mạng thời gian thực NetRPC (rtai_netrpc.ko.
- Quản lý bộ nhớ thời gian thực (rtai_malloc.ko.
- Chức năng watchdog mềm cho giám sát các nhiệm vụ thời gian thực (rtai_wd.ko.
- Các phép đo đã thực hiện trong khoảng thời gian khoảng 1 phút.
- Đây là điều quan trọng nhất cho ứng dụng thời gian thực.
- Hình 3.4: Linux chuẩn với bản vá giành quyền ƣu tiên thời gian thực.
- 40 Hình 3.15: Xenomai bộ thời gian IRQ.
- Trong ngữ cảnh thời gian thực mềm, nhiệm vụ sẽ chịu dƣới sự điều khiển của trình lập lịch Linux.
- Hình 3.18: Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh Xenomai (không giành ƣu tiên).
- 43 Hình 3.19: Thời gian chuyển khóa Xenomai (với giành quyền ƣu tiên).
- Hình 3.20: Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh RTAI (không có giành quyền ƣu tiên).
- 44 Hình 3.21: Thời gian chuyển khóa ngữ cảnh RTAI (có giành quyền ƣu tiên).
- Có nhiều thông số hơn có thể đƣợc đo để đánh giá hiệu năng thời gian thực.
- 45 CHƢƠNG 4: THỰC HIỆN HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC 4.1.
- Cấu trúc hệ thống thời gian thực 4.1.1.
- Bảng 4.3: Các gói phần mềm phục vụ cài đặt cho bản vá thời gian thực RTAI.
- Chuẩn bị các bộ cài cho hệ thống thời gian thực 4.2.2.1.
- Bảng 4.8: Các lệnh cài đặt phần mềm thời gian thực.
- 50 Mục đích Thực hiện tạo ra file cấu hình để biên dịch nhân hỗ trợ thời gian thực.
- Những lựa chọn ở đây sẽ ảnh hƣởng đến hiệu năng thực hiện thời gian thực của hệ thống.
- /etc/environment 'export PATH=/usr/realtime/bin:$PATH' Mục đích Thự hiện cài đặt các module hỗ trợ thời gian thực của hệ thống.
- Cài đặt tải tự động các module thời gian thực mỗi khi khởi động hệ thống.
- Khởi động lại máy, hoàn tất quá trình cài đặt hệ điều hành thời gian thực RTAI.
- Nó có thể thực hiện thay đổi các thuộc tính của đối tƣợng thời gian thực.
- 60 CHƢƠNG 5: ỨNG DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH THỜI GIAN THỰC TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 5.1.
- Luận văn này sẽ ứng dụng hệ điều hành thời gian thực để điều khiển động cơ điện một chiều kích từ động lập bằng sử dụng chuyển đổi Thyristor điều chỉnh điện áp phần ứng.
- TRi : là hằng số thời gian tính phân khâu điều chỉnh tốc độ.
- Trong khoảng thời gian 1s đến 5s tốc độ đặt là 600rpm.
- Trong khoảng thời gian 5 đến 10s tốc độ đặt là 1000rpm.
- Mục đích của luận văn này là sử dụng hệ điều hành thời gian thực để điều khiển tốc độ động cơ một chiều sử dụng cổng chuyển đổi tƣơng tự số của hẵng NI.
- Mục đích của luận văn này là sử dụng hệ điều hành thời gian thực để điều khiển tốc độ động cở một chiều do đó, hệ thống điều khiển phải đƣợc thực hiện trên miền số.
- Ta sẽ sử dụng các module này để tiến hành mô phỏng thời gian thực.
- Kết quả mô phỏng trên chƣơng trình giám sát thời gian thực.
- Speed [rpm]Ts = 0.001 [s] Speed MotorSpeed Setpoint Hình 5.32: Tốc độ động cơ trong mô phỏng thời gian thực.
- Current [A]Ts = 0.001 [s] Current MotorCurrent Setpoint Hình 5.33: Dòng điện phần ứng động cơ trong mô phỏng thời gian thực.
- Hình 5.36: Tốc độ động cơ trong mô phỏng thời gian thực thực hệ kết nối hai hệ thống.
- Hình 5.37: Dòng điện động cơ trong mô phỏng thời gian thực thực hệ kết nối hai hệ thống.
- thời gian chuyển khóa ngữ cảnh thực hiện nhiệm vụ thời gian thực.
- Chƣơng 4: xây dựng đƣợc các bƣớc để thực hiện một hệ thống sử dụng hệ điều hành thời gian thực RTAI

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt