基于PtolemyⅡ的自主飞行器控制系统代码生成及应用

为解决自主飞行器控制系统设计中存在的复杂的代码制造问题,引入基于计算模型的设计方法,使用适合于控制系统建模的同步数据流计算模型来指导模型中各个模块之间的交互通讯,通过进行静态分析决定模块的执行顺序并能以此产生相应代码。在Ptolemy II图形语言开发环境下,以同步数据流计算模型对自主飞行器实时控制系统进行有效建模,并在此计算模型指导下自动生成代码,而所生成的代码能实施在实时分布式计算平台上,实现自主飞行器单机自主飞行的硬件在环仿真。     

基于Ptolemy的嵌入式计算系统级建模与仿真

嵌入式系统通常由具有不同特性的子系统组成,它的异构性给设计与仿真工具提出了很高的要求。本文探讨了目前建模仿真平台的不足,介绍了Ptolemy如何运用层次异构设计思想解决嵌入式系统的异构问题,以及该设计原理在其第二代建模仿真平台PtolemyII中的实现方法。并基于PtolemyII对一复杂控制系统进行了建模与仿真。     

模型驱动的组件化Agent仿真模型开发方法

作为一种研究复杂系统的有效手段,基于Agent的建模仿真方法得到了广泛应用。但目前还没有一种得到广泛认可的建模仿真规范来指导和约束Agent仿真模型的设计、开发、集成和运行,不利于提高Agent仿真模型的可重用性和开发效率。提出将采用模型驱动架构和基于组件设计思想的仿真模型可移植性规范(simulation model portability standard 2.0, SMP2)引入到基于Agent的建模仿真中,通过把Agent仿真中的元素映射到SMP2的模型设计和开发模式架构下,并根据Agent仿真特性对SMP2进行相应扩展,来支持模型驱动的组件化的Agent仿真模型开发。利用一个应用实例,验证了提出方法的有效性。     

多余度飞行控制系统仿真平台设计

为验证飞行控制系统的余度配置方式,设计了多余度飞控系统仿真的软硬件平台。该平台基于Simulink图形化的建模方法和Vxworks嵌入式实时操作系统,利用实时仿真工具(RTW)可自动生成运行在Vxworks及相应硬件平台下的代码。还设计了三余度飞控计算机的余度管理算法和表决算法以验证该平台的功能。本仿真平台的建模方法直观明了,同时可利用Simulink外部模式进行实时监控和在线调参,从而提高了平台的升级和维护能力。     

一种基于体系结构的仿真使能方法

分析了体系结构仿真使能的需求,基于该需求研究了体系结构完备可执行的条件,扩展了体系结构描述规范,提出了满足完备性条件的一种可执行体系结构框架,给出了该框架的开发流程,并基于该框架提出了基于体系结构产品的仿真使能方法,介绍由体系结构产品直接产生仿真平台建模输入的映射理论和转换方法。该方法为提高仿真模型开发效率、保持系统设计和系统仿真之间的一致性提供了一种有效途径。以某给水系统作为案例,验证了体系结构建模到映射转换生成仿真模型的整个流程。     

基于知识的产品协同设计系统体系结构研究

从产品生命周期的视角，提出基于分布式广义知识库系统支持的产品协同设计系统的体系结构，该结构包括三个层次：基础层、应用层和决策层。研究基于知识的工程系统支持CAD协同、产品信息建模及可视化仿真的方法，系统论述各层次的设计数据管理和交换机制。在基于知识的工程环境下，研制面向产品生命周期的协同设计系统框架。给出断路器开发实例，实现其生命周期协同开发的数据和知识的交流与共享。     

基于通信的列车控制系统的有色Petri网模型的研究

基于通信的列车控制系统是我国铁路信号技术发展的一个重要方向，在分析了基于通信的列车控制系统结构的基础上，采用有色Petri网方法对该系统进行建模仿真研究。有色Petri网是一种以图形形式描述系统结构、功能的建模分析方法，特别适合大型异步并发系统的建模与仿真。为了使模型简洁清楚，提出了分整体层、处理层和功能层三部分建立相应的系统有色Petri网图的分析方法，并用CPN／Tools工具软件进行实现。通过建立一个基于通信的列车控制系统的有色Petri网模型，为最终开发出该系统的软件仿真平台奠定了良好的基础。     

基于LabVIEW的汽轮机实时控制与仿真研究

主要介绍了一种基于通用软件平台的汽轮机实时控制与仿真系统的开发.首先对汽轮机转速控制分别进行了离线仿真和半实物仿真.然后,设计了与汽轮机控制系统相关的几个模块:控制系统静特性分析模块、模拟升速过程阀位变化模块和负荷分配模块,以实现汽轮机控制的真实模拟.该系统用LabVIEW设计控制界面,并结合MATLAB的建模、计算和控制功能.仿真结果表明:此平台更适合教学和实验室研究,并可为实际的物理过程提供数据参考和决策建议.     

导航系统服务性能仿真中的模型集成研究

服务段仿真(Service Volume Simulation,SVS)主要用于导航系统服务性能的分析与评估,是导航仿真系统的重要组成部分.在分析了导航系统SVS的特点后,建立了导航系统服务性能分析模型之间的数据流关系,采用SMP2.0(Simulation Model Portability)的基于组件的模型设计方法,提出了面向SVS的仿真模型框架,并基于此框架和SMP2.0的集成方法进行了导航系统SVS的模型设计、开发和集成.该框架包含空间段、环境段、用户段以及分析记录等模型、接口和组件,并通过面向导航系统的SVS仿真应用环境检验了该框架的合理性和可移植性.     

基于Agent的建模与仿真概念化框架

基于Agent的建模与仿真(ABMS)是面向复杂系统的建模与仿真方法学。提出了基于Agent的建模与仿真概念化框架,重点对该框架中Agent模型的概念及模型转化、ABMS综合环境以及模型校核与验证等相关研究内容进行了阐述。结合该框架,对Agent、消息、复杂系统及基于Agent的仿真进行了形式化描述。最后,提出了一个基于Agent的建模与分布式仿真软件框架,介绍了该框架的主要组成部件,并对实现该框架的相关技术以及正在开展的工作进行了介绍。     

车用功率变换器复杂控制逻辑建模及快速实现

为满足安全和功能性要求,功率变换器控制逻辑变得越来越复杂。为降低开发难度,提高开发效率,采用Simulink/Stateflow建模来快速开发其复杂控制逻辑。在简要描述算法模型功能和通过仿真验证算法后,自动生成了适合TMS320LF2407A DSP的嵌入式C代码。随后总结了快速开发流程,并通过对源代码研究,提供了加快控制算法迭代的建议。最后,试验验证了生成控制算法代码的有效性。这里的复杂控制逻辑的快速开发方法同样适用于其它电力电子装置及嵌入式系统,它对降低工程开发难度,加快进度有着较好的参考价值。     

基于Targetlink的嵌入式系统控制软件开发

采用dSPACE公司提供的Targetlink自动代码生成工具,与MATLAB/Simulink软件配合,实现了嵌入式系统控制软件代码开发及自动生成。通过控制模型的规范设计,Targetlink软件的优化及代码生成,以及各种仿真测试和最终ECU样机的实验验证,成功地将这套开发工具应用于电控柴油机喷油系统控制软件的开发。与手工编写软件相比,Targetlink自动生成的代码不但功能相当,而且执行效率和代码尺寸的增加量完全在可接受范围内。另外,大大缩短了开发周期,提高了软件升级和更新的效率,保障了软件的运行质量。     

机载图像处理引擎实时仿真平台

针对航空电子系统中图像处理模块数字化设计的趋势,建立了一个完整的机载图像处理实时仿真平台。该平台以电子系统级设计（ESL）方法为基础,利用Handel-C语言将视频处理系统中关键算法模块抽象为知识产权核（intellectual property core）,同时进行系统级仿真与验证,并通过FPGA实现。解决了单纯用软件实现算法实时性差、难以协同设计验证的问题。座舱综合显示和视景增强子系统被用来作为案例在该平台上实现,验证了平台仿真的实时性。     

基于柔性总线的嵌入系统虚拟平台研究及实现

针对嵌入系统设计过程中普遍存在系统级仿真支持不够、硬件描述手段缺乏、仿真系统可移植性差等问题,提出并实现了一种基于柔性总线的嵌入系统虚拟平台。通过引入柔性总线设计概念,实现嵌入系统底层架构的柔化,在此基础上建立软/硬件协同设计及仿真集成环境和实时并发仿真控制台。平台采用面向实现模型的仿真机制,可迁移应用于不同设计抽象层次。     

可视化仿真测试方法在地铁车载系统中的研究

提出了一种为地铁车载系统搭建可视化仿真测试平台的方法,给出了详细的系统架构和设计方法。该方法使用MultiGenCreator建模,通过网络协议、串口协议将仿真测试平台与车载系统相连,实现了车载仿真测试平台的界面直观、操作方便。该方法具有一定通用性,可应用于一般嵌入式实时系统中。     

空空导弹飞控软件实时仿真系统研究

飞控软件仿真技术已经成为现代化数字空空导弹研制的关键,如何对飞控软件进行验证是空空导弹研制的重点。分析了空空导弹飞控软件实时仿真系统实现的关键技术,建立Windows XP RTX实时操作系统平台和DSP嵌入式飞控软件调试系统,利用双口RAM实现数据交互,并采用外部硬件中断源协调各功能模块。以此为基础,设计了一套飞控软件仿真系统,联调测试表明,该仿真系统很好地解决了飞控软件的动态实时仿真问题。     

感应电机模糊预测控制策略的研究

在感应电机IM(Induction Motor)的控制中,电阻、电抗等参数对转速控制产生较大的误差影响,从而影响控制精度和动态响应速度.基于感应电机的数学模型,将模糊逻辑系统引入预测控制.针对异步电机的强耦合特性,提出模糊模糊预测控制的方法,并用模糊预测控制的方法设计了高性能的转速控制器.并借助DSP实验平台,将系统模型下载到实时硬件中进行在线仿真,实验结果表明,所设计的控制器在提高速度控制的快速性和抗干扰能力上得到满意的效果.     

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。     

小卫星姿控系统设计、分析与仿真测试一体化平台开发

基于并行工程的开发理念,依据星上姿控系统的技术特点和开发流程,搭建了一个集任务分析、控制算法设计与优化、软硬件开发、分系统及整星仿真、测试和验收于一体的"小卫星姿控系统设计、分析与仿真测试一体化平台",实现"边设计边测试"的高级开发理念,可为小卫星姿控系统研制开发全过程提供一整套技术解决方案,对于减少整星集成测试出错及零部件返工、提高系统开发过程中的柔性、缩短系统开发周期具有重要意义。仿真试验结果表明,集成平台可大幅提高卫星姿控系统开发效率,对后续系列型号卫星姿控系统的研制开发也具有重要应用价值。