控制系统仿真是研究控制系统必不可少的手段,是建立在控制系统模型基础上的过程实验。通过仿真,设计者可以找到对于模型是最佳的控制方案,但该方案应用于实际系统,效果却不一定好,需要反复修改甚至重新设计。这样就会导致设计周期太长,费用高等缺点。能否使仿真和测试实际应用效果这两者统一于一个平台中,便成为缩短控制系统设计周期,降低成本,提高效率的关键。根据MATLAB 各工具箱的特点,特别是MATLAB RTW 实时工具箱能用于各种实时应用这一特点,本文提出了在MATLAB 环境中将离线仿真和实时仿真结合起来,对控制系统实施实时控制的构想。应用硬件在回路仿真技术,本文采用系统运行环境部分采用实物,部分采用实时数字模型来模拟的方式,实现对整个控制系统的仿真测试。本文详细分析了MATLAB RTW 下单机型模式(实时视窗目标)和双机型模式的系统结构,确定了在MATLAB RTW 下构建实时控制平台的方案。针对这两种模式,本文提出对应驱动I/O 板卡的方式,并将Simulink 生成的仿真模型下载到实时内核中运行,实现对控制系统的控制。本文设计了一系列基于三容水箱液位控制实验装置的控制实验,包括数学分析建立对象数学模型和测试法获取对象特性。实验将离线仿真和在线实时控制结合起来,把Simulink 模型框图作为系统控制前台,绕开了繁琐的程序设计,让实验者集中精力于控制器结构的设计和参数整定,并利用数据存储功能观察系统历史曲线,对控制过程进行分析,调整控制参数。实验中采取的控制策略可由实验者自行设计,给实验者留出一定创新空间。最后,本文通过水位实时控制实验验证了该实验平台的可行性,并分析了造成离线仿真和实时控制效果之间差异的原因。该实验平台便于实验者离线—在线反复实验,获取最佳的控制策略或控制参数,是提高效率,增强实验者开发创新能力的可行途径。该实验平台的性能有待进一步优化,但随着软硬件技术的发展,该实验平台对促进实验室建设具有一定推动作用。