ЖУРНАЛ «СТА» №4/2006

некоторых команд. Поэтому было при- нято решение установить на аппарат бортовой компьютер формата РС/104, что позволило существенно расширить возможности при проектировании и отладке, а также увеличить набор поль- зовательских функций. О ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ Разработка программного обеспече- ния для системы автоматического управления, функционирующей в ре- жиме реального времени, проводилась с помощью программного пакета MatLab фирмы Math Works c использо- ванием интегрированной визуальной среды разработки Simulink. Использо- вание библиотеки Simulink, имеющей в своем составе сотни готовых блоков различного назначения, значительно сокращает процесс программирования и сводит его лишь к соединению этих блоков между собой. При отсутствии необходимого блока его можно разра- ботать самостоятельно на одном из не- скольких языков программирования. Составленную в Simulink модель мож- но проверить на реальном оборудова- нии, применив RealTime Workshop, который преобразует её в код на языке C для различных аппаратных плат- форм. В качестве такой платформы можно использовать IBM PC совмес- тимый компьютер, на который уста- навливается ядро реального времени xPC Target. Ядро xPC Target позволяет загружать, исполнять модель и изме- нять в процессе исполнения парамет- ры блоков, из которых состоит модель. При использовании пакета MatLab также значительно упрощается обра- ботка параметров движения много- звенных аппаратов, каковыми являют- ся трансскутеры семейства «Кенгуру». Первоначально в качестве бортового компьютера формата PC/104 была вы- брана плата CMK6486DX100HR16 фирмы Real Time Devices USA. Данная плата применялась совместно с сетевым адаптером CM202ER. Были выполнены следующие основные этапы модифика- ции контроллера верхнего уровня: ● смоделированы и прописаны под MatLab блоки управления нижнего уровня для всех машинок (то есть приводов) трансскутеров «Кенгуру»; ● созданы описания внешних функ- ций (связей) всех применяемых на трансскутере датчиков и устройств для связи с MatLab, прописаны обра- ботки первичных сигналов датчиков, написаны драйверы связи входных сигналов датчиков с программой об- работки; ● создана библиотека основных режи- мов и конфигураций трансскутеров, отработаны связи между блоками внутри каждого из основных режи- мов; ● написаны подпрограммы переходов между основными режимами с учётом алгоритма перестроения и сигналов обратных связей с датчиков устройств; ● созданы подпрограммы обработки для датчиков и устройств, обеспечи- вающие контроль перестроения, движения и работы трансскутера и блоков. В настоящее время ведётся отработка управляющей программы, включаю- щей в себя все перечисленные блоки и подпрограммы, апробируются различ- ные модели связей между элементами и звеньями трансскутера. В ходе отладки программного обес- печения процессорная плата CMK6486DX100HR16 показала себя с наилучшей стороны и полностью оп- равдала своё применение в качестве макета. Однако за время проектирова- ния появились контроллеры, более ин- тересные по ряду показателей: цена, габариты, быстродействие, дополни- тельные функции и коммутационные возможности. Примером такого кон- троллера является процессорный мо- дуль PCM3350 фирмы Advantech. Применение данного модуля позволя- ет сократить время готовности аппара- та к работе, по сравнению с CMK6486DX100HR16, в 33,5 раза. Самотестирование и загрузка програм- мы для CMK6486DX100HR16 занима- ет порядка минуты, для PCM3350 это время составляет 1520 с. Быстродей- ствие выше в 3 раза; сетевой адаптер расположен на плате контроллера, что позволяет обойтись двухплатной (пла- та PCM3350 + плата CAN и АЦП) конструкцией блока РС/104 вместо трёхплатной. Цена в 3 раза меньше. В силу перечисленных аргументов в пользу процессорного модуля PCM3350 именно это изделие сейчас используется в качестве бортового компьютера трансскутера. З АКЛЮЧЕНИЕ Рассмотренные в статье идеи и пред- ставленные реальные достижения не только теоретически обоснованы раз- работчиками с использованием совре- менных компьютерных технологий, но и проверены на многочисленных опе- ративно изготавливаемых ими ходовых макетах и экспериментальных образ- цах (рис. 7). Разработки экспонировались на вы- ставках регионального, всероссийско- го и международного уровней. В по- рядке подготовки серийного производ- ства трансскутеров на мировом техни- ческом и дизайнерском уровнях, в частности, изготовлен и в октябре 2005 года продемонстрирован на ежегодной Всемирной выставке REHACARE® International в г. Дюссельдорфе (Герма- ния) прототип аппарата «Кенгуру 3 × 3 × 3» с описанной СУ. Прототип (единственный из восьми российских экспонатов!) удостоен Сертификата организаторов выставки и исследова- тельского института Forschungsinstitut TechnologieBehindertenhilfe, специа- лизирующегося на технологиях помо- щи инвалидам. Данный Сертификат подтверждает инновационный харак- тер самой идеи и её технической реали- зации. Наряду с отладкой электромеханики совершенствуется и оптимизируется СУ и программное обеспечение к ней. Человечество уверенно переходит на новый уровень техники в области ма- лоразмерного электроприводного ин- дивидуального транспорта, закладыва- ет новый «кирпичик» в реабилитаци- онную индустрию и в технологию авто- матизации! ● Авторы — сотрудники Санкт-Петербургского государственного политехнического университета Телефон: (812) 534-4905, 702-7048 Факс: (812) 702-7043 РАЗ РА БО Т КИ / ГО Р ОД С КОЙ Т РАН С ПО Р Т 45 СТА 4/2006 www.cta.ru Рис. 7. Один из опытных образцов (ходовых макетов) трансскутера