dSPACE快速控制原型技术在ABS台架实验中的应用

针对车辆稳定性控制系统仿真中对汽车防抱死制动系统(ABS)的纯理论研究以及软件在环仿真,鉴于其控制系统难以建立精确的数学模型、模型算法难以在实际过程中进行应用等问题,提出采用dSPACE实时半实物仿真设备对其进行快速控制原型设计,并搭建了ABS实时半实物仿真平台。通过实现dSPACE与MATLAB/Simulink的无缝连接,并基于实验室ABS台架,设计了ABS逻辑控制策略。最后基于该控制策略对ABS进行快速控制原型验证,实验结果验证了dSPACE快速控制原型技术的有效性和实用性。     

dSPACE电机控制平台的设计与矢量控制实现

电机的数学模型一般较复杂,离线仿真出来的算法在实际应用中较难得到理想的结果.利用dSPACE与Simulink无缝连接技术,可以实现离线仿真到半实物仿真的快速过渡,提高运动控制系统研究工作的效率.本文介绍了dSPACE的软硬件环境,设计出dSPACE到主驱动的转接电路,并完成电机控制实验平台的搭建;最后在此平台上实现了异步机定子磁链定向的矢量控制,验证了实验平台的高效性.     

基于dSPACE及FESTO的控制系统平台设计

为提高传统控制装置的利用率,提出了一种基于dSPACE半实物仿真系统和MATLAB/Simulink技术的改造方案,并将这一方案运用到具体的FESTO传统控制系统,设计了一个改造实例,建立了系统控制平台。最后对此平台进行了基于单神经元自适应PID控制算法的实验仿真。实验结果表明该控制平台克服了FESTO传统控制系统的弊端,能方便验证控制算法的有效性。     

基于dSPACE的直流电机PWM实验设计

dSPACE实时仿真系统是一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及测试的工作平台,实现了与MATLAB/Simulink的完全无缝连接。结合dSPACE仿真系统在电机控制系统实验教学中的应用,介绍了基于dSPACE的直流电机PWM实验的设计。实验完成了PWM测试模块的搭建以及基于dSPACE仿真系统的在线测试,实现了PWM的输出及占空比的在线调节,为直流电机的控制实验打下基础。     

仿真转台对半实物仿真系统性能的影响

飞行仿真转台在半实物仿真中发挥着越来越重要的作用。本文先对仿真转台进行了简单介绍,之后将转台的模型简化为一个二阶环节,搭建转台的Simulink模型,测试转台的动态特性,将转台的模型接入半实物仿真控制系统回路,对整个控制系统进行动态特性的测试,最后对比转台接入前后半实物仿真控制系统的时域特性和频域特性,分析转台对半实物仿真系统的影响。     

ABS硬件在环仿真的车辆系统建模

通过理论推导、经验公式总结和参数测定等方法得到用于HIL的车辆系统数学模型,其中包括7自由度四轮车辆制动动力学模型、液压回路模型、制动器模型、Dugoff轮胎模型和ABS控制模型,并在MATLAB/Simulink环境下进行建模与仿真.将液压制动回路、压力调节器和控制器以实物形式嵌入仿真系统,在dSPACE系统平台下对所建车辆系统模型进行ABS HIL仿真试验.试验结果表明,通过在线参数调整确定逻辑门限值,采用ABS实车道路,所建车辆系统模型是合理的.     

基于dSPACE的水箱液位控制系统

以水箱液位系统为研究对象,基于dSPACE-DS1103单板系统和Matlab/Simulink软件环境,建立了水箱液位系统的实时控制平台。在该平台上,使用dSPACE提供的Real-Time Interface(RTI),通过扩展Matlab的实时工具箱Real-Time Workshop(RTW),实现了从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的自动下载。水箱液位控制系统采用双闭环串级控制,其主调节器分别采用常规PID和单神经元自适应PID控制器进行实验研究。实验结果表明在该实时控制平台上,液位控制系统采用单神经元自适应PID控制器能够获得良好的动态性能,满足对液位的控制要求。     

液力机械自动变速传动系统快速原型控制

dSPACE实时控制系统是一种基于MATLAB／Simulink仿真软件实施控制系统快速开发及性能测试的开发平台．通过建立液力机械自动变速传动系统的数学模型,得到了换挡控制规律．开发了基于Simulink的仿真程序、并以dSPACE作为中央控制器的液力机械自动变速传动试验系统,进行了电子节气门控制试验和液力自动变速传动动力性匹配控制试验．结果表明,应用所制定的控制策略实现了液力机械自动变速传动系统的良好匹配控制,从而为液力机械自动变速传动系统的研制开发提供了快速有效的途径．     

基于横摆角速度反馈的汽车四轮转向控制研究

研究了基于横摆角速度反馈的汽车四轮转向控制系统.首先把汽车简化成一个二自由度的两轮车模型,建立了线性二自由度四轮转向车辆的动力学模型.然后设计了基于横摆角速度反馈控制四轮转向系统,并给出了控制算法.最后通过MATLAB/Simulink对其进行了仿真验证,相比较两轮转向,四轮转向控制的汽车系统具有更好的动态特性.     

基于dSPACE的双闭环直流调速系统

SPACE是一个基于MATLAB/Simulink半实物仿真系统开发的软硬件工作平台,具有实时性强,可靠性高等优点.文章以直流电动机为研究对象,采用dSPACE DS1103单板系统对双闭环直流调速系统进行在线仿真研究,实现了双闭环直流调速系统的PID控制,且其控制参数可以在线调节.实验结果表明,采用该方法可以获得良好的控制效果.     

短行程高加速运动平台模型辨识研究

为了获得更精准的高加速精密运动平台的数学模型,针对运动平台行程短(毫米级)、高加速度(大于50 m/s2)、辨识实验易超出运行范围的特点,提出一种使用不同频率、幅值正弦激励组合的模型辨识方法,该方法可以保证平台不超行程同时对系统给予充分激励.借助于dSPACE半实物实时仿真系统和Matlab/Simulink软件,通过对输入输出信号频谱分析,测取系统频率响应,对系统进行模型辨识.通过对比离线仿真和dSPACE系统实验,验证该方法的有效性.     

面向dSPACE教学的基础实验设计

dSPACE实时仿真系统是目前被广泛使用的计算机辅助控制系统设计支撑平台。论文面向dSPACE教学,设计了"基于dSPACE的多功能信号发生器快速原型设计"基础实验。旨在通过该实验环节,使学生了解基于dSPACE的控制系统快速原型设计与硬件在回路仿真的现代控制系统开发设计理念,熟悉dSPACE开发环境与设计流程,熟练掌握Simulink图形化建模方法,RTI库模块与ControlDesk测试软件的使用方法。论文详细介绍了该基础实验各环节的设计思路与方法,通过教学实践,学生普遍反映,实验内容安排合理、难易适中,知识点涵盖全面,能够达到预期教学目的,并为后续实验奠定了良好的基础。     

高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题,设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路,并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型,采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台,仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性,以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度,借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.      

基于dSPACE的横向磁通永磁电机控制

在MATLAB/Simulink中,根据模块化建模思想,搭建了横向磁通永磁电机(TFPMM)控制系统的仿真模型,并进行离线仿真.以dSPACE替代常见的单片机,DSP作为处理器核心,并与Simulink进行无缝连接,构建TFPMM驱动控制系统实验平台.对TFPMM控制算法进行在线分析、调试和验证.研究结果表明:该实验平台可靠,可为今后解决更加复杂的控制算法提供基础.     

柴油机各缸供油量不均匀调节ECU硬件在环仿真研究

研究ECU硬件在环柴油机供油量不均匀性控制的仿真问题,基于Matlab/Simulink/RTW及dSPACE系统建立了柴油机供油量不均匀调节ECU硬件在环仿真系统,在Matlab/Simulink中用部分MAP法建立了一个四缸柴油机模型,利用该系统进行了不均匀性油量调节试验.结果表明,采用硬件在环仿真可以方便快捷地对控制系统进行测试,可以通过改变单缸供油量改善柴油机的工作不均匀性.该方法为ECU的测试提供了一种新的手段.     

基于快速控制原型的倒立机器人设计与实现

 介绍了快速控制原型的产生、发展和优势。搭建了倒立机器人快速控制原型硬件平台。针对硬件平台,总结了快速控制原型设计流程,设计了Matlab/Simulink模型,实现了自动代码生成,完成了倒立机器人的平衡控制。结果表明,倒立机器人能在-2°～2°范围内保持平衡,验证了快速控制原型的优势。在控制系统最初的设计阶段,将Matlab/Simulink模型在实物中进行验证,可缩短开发周期,节省经费,提高开发效率。     

参数自调整的模糊二自由度PID控制的SIMULINK仿真

针对常规二自由度PID控制在过程参数时变系统中的不足之处,采用模糊控制理论改进常规二自由度PID控制方式,提出一种参数自调整的模糊控制方案.并建立参数自调整的模糊二自由度PID控制系统的SIMULINK仿真模型,进行计算机仿真,仿真结果表明参数自调整的模糊二自由度PID控制较之常规二自由度PID控制更加能够满足对不确定复杂工况的高指标控制要求.     

铝合金脉冲MIG焊干伸长二自由度PID控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中干伸长的二自由度PID控制进行研究.在设计送丝速度阶跃对干伸长响应,获得辨识模型的基础上,分别采用二自由度PID和常规PID算法,在最佳参数条件下对其控制效果进行对比仿真.在仿真结果的基础上利用Matlab/Simulink、采用xPCTarget的实时目标环境进行焊接,建立基于二自由度P...     

磁悬浮开关磁阻电机的支持向量机逆全解耦控制

针对磁悬浮开关磁阻电机( BSRM)运行过程中容易出现磁饱和现象、并且转矩和径向两自由度悬浮力之间存在严重的非线性强耦合影响,数学模型建立以及解耦控制难度大的问题,新建了考虑磁饱和效应的数学模型.提出了一种基于最小二乘支持向量机( LS-SVM)的逆模型构建以及解耦控制方法,实现了径向两自由度悬浮力和转矩的全解耦控制,并且利用dSPACE系统进行了闭环解耦控制系统的运行试验,以验证模型良好的解耦效果以及对参数变化的较强鲁棒性.结果表明,该方法融合了LS-SVM的非线性逼近能力与逆系统方法的解耦线性化特点,具有较强的自适应性和鲁棒性,可以克服以基于无磁饱和假设的各种数学模型为基础的解耦控制方法不适用于BSRM磁饱和工况的缺陷.     

ECU硬件在环柴油机控制仿真平台研究

研究ECU硬件在环柴油机控制仿真技术,基于Matlab/Simulink/RTW及dSPACE系统建立开放的仿真平台,在Matlab/Simulink中采用模块库化的建模方法建立瞬态柴油机模型,分析dSPACE系统的软件和硬件,并提出改善仿真实时性的方法.利用该仿真平台进行了油门突变和单缸油量调节仿真试验.试验结果表明,该仿真平台能提供实时的被控对象瞬态模型,进行ECU硬件在环仿真,为ECU的开发测试提供了新的手段.