# 新手入门

半物理仿真接口工具（Hardware-in-the-Loop Export，简称 HIL Export），可以快速、高效地将 Modelica 物理模型转换为适用于实时环境的可执行代码（高效 C 代码或联合仿真代码）。本文介绍了使用 HIL Export 工具箱，将速度跟随物理模型转换为 C 代码并编译运行的方法。

# 分析模型

速度跟随模型内置于 Sysplorer 的车辆动力学模型库中，基于车辆动力学原理和控制理论，使车辆能够按照预定的速度跟随给定的参考速度。该模型通常应用于自动驾驶系统、巡航控制和交通流控制等。模型如下图所示：

速度跟随模型通常包括两个主要部分：速度控制器和车辆动力学模型。速度控制器根据参考速度和当前车辆速度之间的差异，计算出控制指令，如油门开度或制动力。车辆动力学模型根据控制指令和车辆动力学参数，模拟车辆的加速度和速度变化。速度跟随模型的设计同时考虑了车辆的动力学特性、惯性、摩擦力等因素，以实现平稳、精确的速度控制。速度跟随模型通过不断调整控制指令，能够使车辆逐渐接近并跟随参考速度，以保证车辆的稳定性和安全性。

通过本文，您将学习：

使用 HIL Export 工具箱生成速度跟随模型的 C 代码；
生成的代码文件的具体含义；
如何配置 C 代码的主函数；
比较模型仿真结果和生成的 C 代码结果，以了解数值等效性。

# 环境配置

Windows 使用环境：

名称	详细说明
处理器	Intel(R) Core(TM) i7-8550U CPU @ 1.80 GHz 2.00 GHz
内存	8 G
硬盘	240 GB + 500 GB
操作系统	Windows 11 家庭中文版
用途	使用 HIL Export 工具箱生成源代码

Ubuntu 运行环境：

名称详细说明

处理器 Intel Xeon(R) Silver 4210R CPU @ 2.40 GHz x 40

内存 62.5 GiB

硬盘 3.0 TB

操作系统 Ubuntu 20.04.6 LTS

用途源代码编译运行平台

名称	详细说明
处理器	Intel Xeon(R) Silver 4210R CPU @ 2.40 GHz x 40
内存	62.5 GiB
硬盘	3.0 TB
操作系统	Ubuntu 20.04.6 LTS
用途	源代码编译运行平台

# 使用前准备

加载模型库

加载模型库 TADynamics1.2.5。
打开模型

单击
ConstantSpeed_Test
，加载模型。

注意

ARM 系统暂不支持打开 ConstantSpeed_Test 示例模型。
打开半物理仿真接口工具

在 Sysplorer 顶部菜单栏，进入工具 > 半物理仿真接口工具，打开 HIL Export 工具箱。
提示
1. 使用本工具箱需要先获取同元 License。
2. 如下提示不影响新手入门的正常操作，请单击确定。如需获取内嵌编译器，可联系 Sysplorer 运维团队，详情参见如何操作。

# 创建 main 函数

创建main_src_2024a.c文件作为本模型的主函数。可参考下方代码示例，函数主要内容如下：

配置求解步长、停止时间，开启文件流，设置文件的保存路径以及读写方式；
进行仿真实例设置以及实例设置检查；
进行初始化以及初始化检查；
设置模型参数；
通过while函数按时间步长推进仿真。在函数中将每一时刻运行出的结果保存在.csv文件中，同时打印在命令行窗口中。若模型具有输入项，可使用该处代码设置输入；
关闭文件流。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "mws_autogetset.h"

output out;
int main()
{

    MwsReal startTime = 0.0;
    MwsReal stopTime = 20.0;
    double communicationStepLength = 0.001;
    const MoChar* name = "Modelica.Blocks.Examples.ConstantSpeed_Test";

    MwsSlaveType simInstance;
    printf("program start\n");
    simInstance = mwsComp(name);
    printf("isimInstantiate end\n");
    MwsStatus status = mwsSetup(simInstance, mwsTrue, startTime, mwsTrue, stopTime);

	 /*开启文件流，并设置保存路径，以及读写方式*/

  	FILE *fp = fopen("./tmp.csv","w+");

    if (status != mwsOK)
    {
        printf("mwsSimSetupExperiment fail\n");
        exit(1);
    }


    status = mwsInit(simInstance);
    if (status != mwsOK)
    {
        printf("mws Initial fail\n");
        exit(1);
    }

    printf("End initialization\n");
    MwsReal step_time = communicationStepLength;
    MwsReal current_time = startTime;
    MwsReal next_time = startTime;
    MwsReal unlessVar;
    MwsReal n = 0;
    printf("start Simulation\n");

    while (current_time < stopTime)
    {
        next_time = startTime + n * step_time;
        status = mwsDoSim(simInstance, current_time, next_time, &unlessVar);
        if (status != mwsOK)
        {
            printf("mwsSimDoStep fail\n");
            exit(1);
        }

        mwsGetOutput (simInstance, &out);
        printf("Current time %f, value: %f \n",next_time, out.vehicle_speed);
        /*将结果保存csv文件*/
		fprintf(fp,"Current:%f | out:%f",current_time,out.vehicle_speed);
        current_time = next_time;
        n++;
    }
    printf("Simulation finished\n");
     /*关闭文件流*/

  	fclose(fp);
    return 0;
}

# 设置参数

进入 HIL Export 工具箱，配置如下参数：

参数名	参数设置	说明
当前模型	`ConstantSpeed_Test`	参考生成代码的模型正确与否

参数名	参数设置	说明
文件格式	勾选源代码（包含求解库）	/
算法	Euler	此处使用 Euler 算法
求解步长	0.001	仿真输出点之间的间隔长度
停止时间	20	仿真的停止时间

参数名	参数设置	说明
目标系统	Linux(64)	选择生成代码的目标部署系统
目标架构	x86	选择生成代码的目标系统架构

参数名	参数设置	说明
Output	勾选 vehicle_speed	输出车辆的行驶速度

参数名	参数设置	说明
导入主函数	`C:/Users/TR/Desktop/main_src_2024a.c`	选择创建的 `main_src_2024a.c` 文件
编译脚本	勾选是否生成目标平台编译脚本	选择生成编译脚本
保存路径	`C:/Users/TR/Desktop`	自定义生成文件的保存路径