086]步骤二二、采用调用采集卡底层验证匹配子函数的方式，判断写入采集卡中的信号是否正确；若否，则去除读取的信号，若是，则将读取的信号用于下一步骤；
[0087]步骤二三、回读步骤二二中写入采集卡中确认为正确的信号，并由采集卡输出至实际环境；
[0088]步骤二四、主函数调用状态更新子函数(Flag = 2)，实时更新采集信号，更新系统主函数的离散状态量
[0089]步骤三、主函数调用仿真结束子函数(Flag = 9)，进入仿真结束阶段:
[0090]步骤三一、判断是否到达仿真停止时间；若否，则返回至步骤二一继续进行将Simulink环境里系统函数的输入信号写入到采集卡中；若是，则进入步骤三二 ；
[0091]步骤三二、进行仿真结束的操作:关闭采集卡的输出通道，停止数据传输；释放在系统函数初始化阶段以及信号采集循环阶段分配的所有资源，避免对下次采集或输出信号造成影响。
[0092]本发明的数据采集卡的M文件编程系统函数的方法可以适用所有支持MATLAB驱动的数据采集卡，运用本发明方法可以实现实际数据与SMULINK环境中信号之间的相互交互，进而运用于复杂的设计和仿真中。
[0093]对比图1与图2、图3可以看出，M文件系统函数的流程与离散系统函数仿真流程类似，大致亦分为三个阶段，分别为初始化阶段、循环阶段及结束阶段。M文件系统函数初始化阶段为前提阶段，主要对模块参数和板卡进行初始化，只有初始化无误，编写的模块才能运行。循环阶段就是实现数据持续、实时的采集，其最核心部分是采集或输出信号，编程者可以实现合理的采集或输出信号及信号的处理；结束阶段主要目之一的是关闭采集卡的输入或输出通道，即停止数据传输。另一个目的是释放在系统函数初始化阶段以及信号采集循环阶段分配的所有资源，避免造成对下次采集或输出信号的影响。
[0094]在同一个Simulink环境里采集与输出的M文件系统函数的个数及种类不受限，他们之间的运行方式是串行的。实验证明，可以只进行从第三方采集信号或者只给第三方输出信号，或者同时与第三方进行数据交互(采集信号和输出信号)。在系统函数个数为10-15个的情况下，保证同时采集信号及输出信号的实时性要求。
【主权项】
1.一种基于M文件系统函数的数据采集卡的数据采集方法，其特征在于:所述仿真控制方法通过以下步骤实现: 步骤一、主函数调用模块本身初始化子函数，进入系统函数初始化阶段；并增加验证匹配子函数，验证采集卡硬件参数与软件描述是否匹配； 步骤二、主函数调用计算输出子函数，进行外部实际环境中数据的持续、实时采集，并调用采集卡底层验证匹配子函数判断出步骤一采集的数据中正确的数据，输出至Simulink环境，进行信号采集循环阶段； 步骤三、主函数调用仿真结束子函数，进入仿真结束阶段。
2.根据权利要求1所述基于M文件系统函数的数据采集卡的数据采集方法，其特征在于:步骤一所述系统函数初始化阶段的过程为， 步骤--、主函数调用模块本身初始化子函数进行系统函数参数初始化，确定系统函数的初始条件:系统函数类型为连续型或离散型或二者混合型中的一种，系统函数输入输出个数，以及系统函数是否直通； 步骤一二、主函数调用模块本身初始化子函数进行采集卡初始化，设置采集信号的必要参数:申请内存空间、成员函数的申明以及宏定义，为采集信号的过程做准备； 步骤一三、采用调用采集卡底层验证匹配子函数的方式，验证采集卡硬件参数与软件描述是否匹配；若是，则进行步骤二的循环阶段，若否，则提示错误并返回步骤一一。
3.根据权利要求1或2所述基于M文件系统函数的数据采集卡的数据采集方法，其特征在于:步骤二所述信号采集循环阶段的过程为， 步骤二一、主函数调用计算输出子函数，进行信号的持续、实时采集，并采用调用采集卡底层验证匹配子函数的方式，判断采集的数据是否正确；若否，则去除读取的信号，若是，则将读取的信号用于下一步骤； 步骤二二、将步骤二一确认为正确的读取的信号，输出至Simulink环境下； 步骤二三、主函数调用状态更新子函数，实时更新采集信号，更新系统主函数的离散状态量。
4.根据权利要求3所述基于M文件系统函数的数据采集卡的数据采集方法，其特征在于:步骤三所述仿真结束阶段的过程为， 步骤三一、判断是否到达仿真停止时间；若否，则返回至步骤二一继续进行采集的数据是否正确的判断；若是，则进入步骤三二 ； 步骤三二、进行仿真结束的操作:关闭采集卡的输入通道，停止数据传输；释放在系统函数初始化阶段以及信号采集循环阶段分配的所有资源。
5.一种基于M文件系统函数的数据采集卡的数据输出方法，其特征在于:所述仿真控制方法通过以下步骤实现: 步骤一、主函数调用模块本身初始化子函数，进入系统函数初始化阶段；并增加验证匹配子函数，验证采集卡硬件参数与软件描述是否匹配； 步骤二、主函数调用计算输出子函数，进行Simulink环境里用以仿真的虚拟信号的持续、实时采集，并调用采集卡底层验证匹配子函数判断出步骤一采集的数据中正确的数据，进行信号输出循环阶段； 步骤三、主函数调用仿真结束子函数，进入仿真结束阶段。
6.根据权利要求5所述基于M文件系统函数的数据采集卡的数据输出方法，其特征在于:步骤一所述系统函数初始化阶段的过程为，步骤--、主函数调用模块本身初始化子函数进行系统函数参数初始化，确定系统函数的初始条件:系统函数类型为连续型或离散型或二者混合型中的一种，系统函数输入输出个数，以及系统函数是否直通； 步骤一二、主函数调用模块本身初始化子函数进行采集卡初始化，设置采集信号的必要参数:申请内存空间、成员函数的申明以及宏定义，为采集信号的过程做准备； 步骤一三、采用调用采集卡底层验证匹配子函数的方式，验证采集卡硬件参数与软件描述是否匹配；若是，则进行步骤二的循环阶段，若否，则提示错误并返回步骤一一。
7.根据权利要求5或6所述基于M文件系统函数的数据采集卡的数据输出方法，其特征在于:步骤二所述信号采集循环阶段的过程为， 步骤二一、将Simulink环境里系统函数的输入信号写入到采集卡中； 步骤二二、采用调用采集卡底层验证匹配子函数的方式，判断写入采集卡中的信号是否正确；若否，则去除读取的信号，若是，则将读取的信号用于下一步骤； 步骤二三、回读步骤二二中写入采集卡中确认为正确的信号，并由采集卡输出至实际环境； 步骤二四、主函数调用状态更新子函数，实时更新采集信号，更新系统主函数的离散状态量。
8.根据权利要求7所述基于M文件系统函数的数据采集卡的数据采集方法，其特征在于:步骤三所述仿真结束阶段的过程为， 步骤三一、判断是否到达仿真停止时间；若否，则返回至步骤二一继续进行将Simulink环境里系统函数的输入信号写入到采集卡中；若是，则进入步骤三二 ； 步骤三二、进行仿真结束的操作:关闭采集卡的输出通道，停止数据传输；释放在系统函数初始化阶段以及信号采集循环阶段分配的所有资源。
【专利摘要】基于M文件系统函数的数据采集卡的数据交互方法，属于信息处理及建模仿真技术领域。现有的部分数据采集卡不支持SIMULINK方式采集信号。一种基于M文件系统函数的数据采集卡的数据采集方法，系统函数初始化阶段；并验证采集卡硬件参数与软件描述是否匹配；进行外部实际环境中数据的持续、实时采集，并调用验证匹配子函数将判断出正确的数据输出至Simulink环境，进行信号采集循环阶段。实现对所有信号实时数据采集。一种基于M文件系统函数的数据采集卡的数据输出方法，系统函数初始化阶段；并验证采集卡硬件参数与软件描述是否匹配；调用计算输出子函数，进行Simulink环境里的虚拟信号的持续、实时采集，并调用采集卡底层验证匹配子函数判断出采集的数据中正确的数据，进行信号输出循环阶段。实现对所有信号实时数据输出。
【IPC分类】G05B17-02
【公开号】CN104698867
【申请号】CN201510130385
【发明人】丁明理, 李贤 , 张永强, 郭明, 李永强, 赵永平, 赵龙
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月24日