MATLAB环境下的分布式硬件在环仿真技术研究

采用主机-客户机多机并行运行技术途径,对MATLAB软件环境中的硬件在环仿真技术进行了研究,解决了要求运算精度高、运算量大的复杂系统在实时仿真时面临的困难,并以某型履带车辆电传动系统为研究对象,开发了集电传动控制系统硬件、车辆及路面环境仿真模型、虚拟视景为一体的分布式硬件在环仿真平台.仿真平台验证了研究成果的有效性,对复杂系统硬件在环仿真研究提供了一种简洁、科学的手段.     

面向工程车辆应用开发的仿真平台

针对基于现场总线分布式智能电液比例控制与综合的复杂作业工程车辆的开发与研究需要，在分析现有的仿真平台基础上，给出了一个用于实现工程车辆的信息综合、分布式控制和监督管理的仿真试验平台，该平台是基于半实物的硬件在环仿真系统，用于对网络环境下工程车辆的控制操纵性能和控制算法进行测试和验证。采用该平台，实现了多轴驱动的运、架梁一体化工程车辆的开发研制，从而为新型工程车辆控制与操纵系统的研究开发提供参考和评价。     

微型足球机器人伺服控制实时仿真系统研究

基于dSPACE实时仿真技术,应用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,设计开发了微型足球机器人伺服控制实时仿真系统。将实际受控对象-足球机器人放置在仿真系统回路中进行仿真研究,实时监控系统运行,在线对控制参数进行调整,并对系统的动态性能进行测试,利用测得的实验数据对机器人小车模型进行了辨识,取得了较好的控制效果。仿真结果表明,该系统是一个很好的实验研究平台。     

基于实时网络的半实物仿真集成平台研究

半实物仿真试验是制导武器系统研制过程的重要手段。半实物仿真集成平台的构建是对原有仿真系统的扩充和升级,集成平台包括了DOS、Windows 2000和LABVIEW RT三种操作系统,反射内存和广播内存两类实时通讯网络。介绍了集成平台的硬件构成和主要设备功能,解决了半实物仿真集成平台中的实时网络性能指标测试、实时数据采集和LABVIEW RT下利用反射内存进行实时数据传输、实时网络接口计算机设计等关键技术问题。目前,该半实物仿真集成平台已经成功运用于某制导武器的半实物仿真试验中。     

基于PC机的无人直升机着舰仿真系统

介绍了一个无人直升机着舰仿真系统,该系统在PC/Windows平台上利用Visual C和XNA框架开发.介绍了研制舰载无人直升机仿真系统的具体思路,并给出了基于XNA平台的设计方案,针对仿真中存在的舰船和海浪不统一的问题提供了解决方法,将舰船运动极短期预报引入着舰仿真系统,为着舰操纵手进行着舰训练提供更符合现实的环境.提出在开发的仿真系统平台基础上构建计算机视觉自主着舰导引系统的思路,并进行了实现.基于此仿真系统开展了计算机视觉自主着舰、着舰过程的实时监控等应用.     

无人机系统通用化总体设计仿真平台研究

针对无人机总体设计的特点,设计了无人机系统总体设计仿真平台,该仿真平台采用反射内存网和以太网两种网络架构,既能够支持基于Matlab xpc的实时仿真,满足实时仿真的需要,又降低了系统开发的成本,同时系统具有良好的通用性和可扩展性,重点开发了基于XML的通用化仿真数据库系统,满足无人机系统总体方案原理控制律设计和仿真的需要。     

基于Simulink和OPNET的NCS联合仿真平台的设计与开发

一款优秀的仿真平台是网络控制系统(NCS)的研究过程中十分重要的部分.现有的网络控制系统仿真平台已经难以满足需求.为了克服已有仿真平台的不足,提出了基于Simulink和OPNET的NCS联合仿真平台.利用了MATLAB引擎技术和命令行仿真技术,设计了联合仿真同步机制将Simulink和网络仿真软件OPNET有机结合,并详细阐述了该平台开发的关键技术.该联合仿真平台利用Simulink产生控制系统模型,利用OPNET模拟网络环境,增强了 NCS仿真的灵活性和有效性,实现了对网络控制系统的实时仿真.最后,通过在无线网络环境下的仿真分析了信道中信噪比对系统稳定性的影响,从而验证了该联合仿真平台的有效性.     

面向自主飞行器的嵌入式计算平台

基于模型的设计方法是目前嵌入式控制系统开发与设计的主流方法,而对嵌入式控制系统模型及其代码正确性的检验是亟待解决的问题。基于平台的设计理论,提出一种面向自主飞行器的嵌入式计算平台,该平台以基于模型的设计方法实现对复杂实时控制系统建模,并且在同一框架下完成模型到代码的自动生成以及对实时控制系统进行不同粒度的检验,即X在环仿真,包括模型在环仿真、软件在环仿真、硬件在环仿真。该平台的提出为嵌入式实时控制系统的开发与设计提供了建模及模型检验的一体化环境,提高嵌入式实时控制系统的开发效率。     

基于NS2的网络控制系统仿真平台的设计与实现

利用网络仿真软件NS2实现真实网络环境的模拟,设计并实现了网络控制系统实时仿真平台。此平台利用Matlab/Simulink实现控制器/被控对象的仿真;利用NS2模拟真实的网络环境;利用Java网络接口模块连接Matlab仿真对象和NS2网络模块。既发挥了NS2的网络仿真优势,又利用了Matlab强大的控制系统仿真功能,很好地实现了对网络控制系统的实时仿真。仿真实验证明此平台可以真实地模拟多种网络环境,并分析了不同的网络环境对系统控制品质和稳定性的影响。     

多网络半实物实时仿真平台研究

半实物仿真试验已成为现代制导武器研制过程中一个必不可少的环节。多网络半实物仿真平台是对原半实物仿真平台的升级,包括反射内存和广播内存两种实时仿真网络,Windows、DOS、LABVIEVRT三种操作系统。介绍了仿真平台工作原理,解决了RT下数据采集子系统、数据保存子系统、实时网络接口计算机等关键技术及并给出测试方法和测试结果。目前,该系统已研制成功并投入运行。     

网络化控制系统综合仿真平台设计

已有的网络化控制系统仿真平台忽略了网络资源调度策略对系统性能的影响,没有提供对网络资源调度策略的仿真接口。基于Matlab的TrueTime工具包,开发了网络化控制系统综合仿真平台,实现了对控制系统与网络系统的联合仿真。该仿真平台提供了对控制策略和网络资源调度策略的联合仿真接口,增强了仿真平台的灵活性。最后,通过仿真试验分析了不同网络资源调度策略对网络化控制系统性能的影响。     

YFK-1仿真试验控制台的研究与开发

仿真试验控制装置是水下航行器控制系统半实物仿真中不可缺少的设备。论文以水下航行器半实物仿真系统为应用对象，以工业控制计算机和数据采集卡为硬件平台，采用LabVIEW开发工具，开发完成了YFK．1仿真试验控制台。该控制台接收来自ADI仿真计算机的仿真信号及外部设备驱动信号，采用A／D、D／A、TTL、光隔离、VMIC反射内存实时网络等接口，实现了多路模拟量、数字量的检测和显示。开发的系统具有控制、检测、监测和报警功能，且具有和高级语言C＋＋的接口，可以调用C＋＋的源程序，大大加强了仪器的灵活性。     

基于GT-power与Simulink的发动机及其控制系统仿真

为了减少发动机控制系统的开发时间和费用,建立了基于GT-power与MATLAB/Simulink的联合仿真环境,并在此之上建立了相继增压柴油机的模型.仿真结果与试验数据进行了对比,证明该仿真模型适用于相继增压控制系统开发.在此基础之上,进行了相继增压切换仿真,分析了该仿真平台对于发动机控制系统设计的意义.     

GHS:一种新型水电仿真系统平台的研究与应用

如何有效利用物理上分布的计算机网络资源实现大规模分布式仿真一直是系统仿真领域的一个重要问题。介绍了基于网格计算应用的新型水电仿真系统平台GHS，并描述了该系统平台的仿真范围和实现功能，以及GHS仿真平台的功能组成、体系结构和仿真环境。该GHS仿真平台在丰满水电培训学校现场进行多节点测试联调，与1．0版本相比具有培训人数多，易用性好，地域性好等优点，测试结果表明该系统可以满足规模仿真运算和规模培训的需要。     

基于HLA的地域通信网对抗仿真系统研究

仿真是研究地域通信网性能的一种有效途径。在研究外军地域通信网络的基础上,开发了基于HLA和OPNET的地域通信网络仿真系统。通过导调成员、网络仿真成员、对抗成员和显示成员的数据交互,实现了网络对抗仿真的功能。阐述了仿真系统的设计方案,给出了仿真系统平台的具体实现方法,并分析了开发的关键技术。仿真结果证明了该方法的可行性和实用价值,为进一步地对抗算法研究提供了平台支撑。     

具有逆变电源负载的柴油发电机系统仿真研究

建立了具有逆变电源负载的小型柴油发电机系统的Simulink仿真模型，其中逆变电源本身又具有冲击性负载，柴油发电机有转速和励磁自动控制环节。仿真试验得到了柴油发电机转速、输出机械功率、励磁电压的变化规律，励磁调节过程的曲线；发电机端口输出电量的变化规律；逆变电源的闭环调节过程和参量的变化规律；发电机电动势及输出电压的谐波分析、频谱分析和总谐波歧变率分析。对比了负载不变和负载冲击变化时对系统参量的影响。仿真试验结果与实际相符，本仿真模型是独立供电系统和移动电源系统计算机辅助分析和设计的有效工具。     

舰船动力装置传动系统动态仿真研究

采用燃气轮初与柴油机交替使用的CODOG动力装置，既可以减轻重量，便于控制，又可以提高可靠性和经济性。该装置的柴油机及燃气轮机功率、转速及负载转换控制、自动同步离合器的动态性能指标等是影响舰船机动性和操纵性的重要因素。推导并建立了自动同步离合器的基于输入输出端扭矩和功率的统一型数学模型，在Easy5仿真平台上建立了柴燃联合动力装置的模块化仿真模型，并对其切换过程进行了仿真研究，从而为柴燃联合动力装置的设计提供理论依据和强有力的工具。     

船舶轴带发电机系统的仿真设计与建模

介绍了WMS2000型轮机仿真器中轴带发电机的工作原理、仿真系统设计及数学建模方法，并给出了部分具体数学模型。仿真轴带发电机采用西门子轴带发电机系统作为仿真母型。经简化设计，仿真轴带发电机系统包括休控室的操作屏、机舱的整流／逆变屏和电站监控计算机中的模拟检测系统。建立了能量系统模型、电力回路系统模型和控制系统模型。能量系统模型遵循能量守衡定律，电力回路模型估算了电流、电压及频率等参数，控制系统模型依据特性曲线得到。所建立的数学模型可仿真轴带发电机系统的正常及非正常工况，达到了较高的稳成和动态仿真精度。     

层流冷却系统过程优化控制仿真实验平台

层流冷却系统具有强非线性、工况变化频繁、带钢温度不能连续测量等综合复杂性。由于复杂的优化控制算法难以直接在冷却装置上进行验证,从工程化角度出发,开发了分布式的层流冷却系统过程优化控制仿真实验平台。该平台由模拟现场层流冷却过程的虚拟对象仿真子平台、仪表与执行机构虚拟装置子平台、回路控制系统和过程监控实验子平台、优化控制实验子平台组成。平台之间交换的所有过程信号均为标准工业信号,实验结果表明该平台可以从工程角度进行优化控制算法的有效验证。