船舶电力推进系统中直接转矩控制技术的仿真

针对电力推进船舶中主推进电动机的调速控制环节，以目前最新的控制技术——直接转矩进行了原理分析，同时利用仿真软件对该控制系统进行了定性的仿真研究，给出了完整的仿真系统图和仿真运行结果，从运行结果可以看出定子磁链在一个范围内收敛于一个圆形；转速呈周期变化；仿真结果不仅符合控制原理，且可以看出其良好的动态性能；同时在转矩曲线上还可以反映出转矩脉动情况和平均转矩的稳定性，从而验证了该系统的优良动态性能。     

基于NS2仿真的半实物验证系统的设计与实现

传统对网络的研究,常常利用仿真软件对研究结果进行验证,先得到仿真数据,再对其进行分析得出结论。然而,单从数据上分析和验证并不直观,也不容易让人理解接受。为此,在网络仿真的基础上结合实物网络环境提出了"基于NS2仿真的半实物验证系统"。该系统在网络仿真的基础上通过真实网络环境下实际业务的展示效果把结果反应出来,给人直观真实的感受,从而验证了仿真结果的正确性。     

混合选别过程半实物仿真系统

为了满足复杂工业过程控制技术的研究需求,需要建立具有代表性的半实物仿真系统.针对混合选别过程,研发由对象计算机、控制器设计计算机、监控计算机、虚拟执行机构与检测仪表装置和控制系统组成的半实物仿真系统.该系统基于工业控制系统软件开发控制算法,运用MATLAB研发虚拟对象、虚拟执行机构和检测仪表、控制器设计模型,研发了相应的可视化界面.在对象计算机、控制器设计计算机和监控计算机的基础上完成了被控对象机理建模、控制器设计模型参数辨识、控制器设计和控制器性能评价等研究.为复杂控制算法研究进一步工业应用奠定了基础.     

基于虚拟圆编码器的半实物系统仿真方法

为了使以编码器为反馈元件的回转伺服控制系统半实物仿真更符合实际情况,提出了一种虚拟圆编码器及其实现方法,即在Simulink下通过编写S函数对数据采集卡进行读写而模拟编码器输出,将转台的数学模型和模拟编码器模块结合,同时通过转台的半实物仿真实验加以验证.结果表明,所提出的方法可以准确模拟仿真编码器的转台工作状态.     

减摇鳍半实物仿真系统的设计与实现

主要讨论了减摇鳍半实物仿真系统的实现问题，通过P－M海浪波谱，采用能量等分法再现了不同海情下的二维海浪，采用半物理方法对船舶横摇运动进行了有效模拟。系统的实际测试显示，性能达到了期望要求。     

飞机制动半实物仿真系统

提出一个数学模型来描述飞机刹车过程.通过分析制动过程中飞机与机轮的受力情况,建立了一系列动力学方程求解整个制动过程中的关键变量.使用龙格库塔法求得动力学方程的解析解,通过RTX半实物实时仿真平台进行仿真,保证实时性能.仿真系统可根据实际情况改变实验参数,从而对不同路况下的飞机刹车进行仿真.     

一种半实物通信网络仿真模型

分析、量化半实物网络仿真中通信包转换及其对通信性能的影响程度.设计基于OPNET的半实物网络仿真模型,分析模型中真实网络节点和虚拟网络节点的映射实现原理.通过ICMP协议包实验研究虚拟与真实网络之间数据包的转换过程及其网络仿真性能.结果表明,这种网络仿真模型可将真实网络和虚拟仿真网络模型有效结合,并具有较好的仿真性能.     

基于RTW的PID算法及半实物仿真系统的研究

基于MATLAB/RTW的功能研究,设计了一种半实物仿真系统,系统采用的是基于软件开发、硬件开发和算法设计与实现的快速原型设计实现技术,利用这种方法可开发和研究工程实践中的产品(如PID控制器).具体过程是根据Matlab/Simulink/RTW提供的实时的开发环境,使用RTW(Real-time workshop)进行实时仿真和目标代码生成功能,用户可以缩短产品开发周期,降低成本.RTW可以支持基于模型的实时控制及调试,适用于加速仿真过程和快速原型化.     

基于xPC目标的飞控系统半实物实时仿真

针对一般的仿真方法实时性不高和专用仿真机价格昂贵的问题,介绍了一种利用Matlab自带的xPC操作系统实现飞控系统半物理仿真的方法。通过RTW的自动代码生成功能使模型生成能够在xPC操作系统下运行的实时代码,然后利用S-Function开发设备驱动模块,在保证了实时性的同时,又减少了开发的费用。并且还能方便地跟踪模型信号和调整参数,有利于对模型的测试研究。     

基于跟踪微分器的导引头半捷联稳定系统半实物仿真研究

为计算平台惯性角速度,将跟踪微分器应用到导引头半捷联稳定系统中.介绍了跟踪微分器原理,对基于跟踪微分器的导引头半捷联稳定系统进行了数字仿真和半实物仿真,仿真结果表明导引头半捷联稳定系统的稳定性能随弹体扰动频率升高而降低,典型弹体扰动下半捷联稳定系统的稳定性能满足指标要求.     

船舶电力推进系统电力负荷混沌特性分析及预测

为实现船舶电力推进系统功耗的最优控制,提高船舶运行的经济性,建立了基于正则化的电力负荷混沌局域预测模型.运用相空间重构理论对船舶电力推进系统电力负荷进行单变量时间序列相空间重构,计算吸引子的Lyapunov指数,验证船舶电力推进系统电力负荷具有混沌特性,进而构建更为精准的由船舶电力负荷及其影响因素构成的多变量时间序列相空间.实验结果表明,该预测模型是有效的,且具有较高的预测精度.     

电动汽车用异步电动机直接转矩控制系统仿真

采用有关数学模型，建立异步电动机的仿真模型，并在此基础之上建立了基于MATLAB／Simulink的电动汽车用异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型。对电动机启动后在不同负载下的运行工况进行动态仿真。仿真结果表明，该控制系统静态性能较好、控制精度高，能满足电动汽车用异步交流电动机控制的需要。     

车辆电液换档实用电控系统的设计

对新一代电液控制、液力传动工程机械车辆变速箱（YZX160）的电液换档的原理及电控系统的各个功能进行了论述,介绍了电液换档电路的设计方法,并对电路的参数、电线电缆的取值进行了计算。最后,介绍了本电控系统在实际应用中的情况。     

基于OpenGL的交会对接仿真系统

针对基于视觉的空间载体位姿测量很难进行真实实验的特点,提出了一种基于OpenG1的半物理仿真实验方法。该方法通过计算机图形学技术和计算机视觉技术的结合,能够直观、快速地模拟空间载体位姿测量过程。     

小型航天器液化气推进系统的数值模拟

为研究小型航天器液化气推进系统的工作性能,依据质量、能量守恒方程建立了一维、单组元液化气自蒸发过程的数值模型。利用模型对温度、压力、质量流量等主要参数进行了理论仿真,并搭建试验平台进行测试验证。N2O自蒸发实验表明模型仿真与相应测试结果吻合良好,证明了该模型在假设条件下的有效性。该数值模型适用于所有真实气体的液化气推进、冷气推进,以及外太空真空、零重力条件下的液化气推进。研究结果可用于评估小型航天器的液化气发动机。     

小型航天器液化气推进系统的数值模拟

为研究小型航天器液化气推进系统的工作性能,依据质量、能量守恒方程建立了一维、单组元液化气自蒸发过程的数值模型。利用模型对温度、压力、质量流量等主要参数进行了理论仿真,并搭建试验平台进行测试验证。N2O自蒸发实验表明,模型仿真与相应测试结果吻合良好,证明了该模型在假设条件下的有效性。该数值模型适用于所有真实气体的液化气推进、冷气推进,以及外太空真空、零重力条件下的液化气推进。研究结果可用于评估小型航天器的液化气发动机。     

一种重力梯度小卫星实时姿态控制方法研究

重力梯度卫星是一种利用重力梯度力矩来实现对地定向的卫星.它在达到重力梯度稳定之前还需要消旋、重力梯度捕获等过程,需要一定的主动控制.本文针对重力梯度小卫星的动力学特性,在卫星本体坐标系下建立了数学模型.考虑到小卫星的质量和功耗限制,选取了功耗、质量较小的磁力矩器作为控制手段.依据当地的地磁场强度调整磁力矩器磁矩大小,从而产生相应的磁力矩对卫星进行主动控制.依此方法,在Matlab/Simulink中建立模型进行仿真运算.在对仿真结果进行分析的基础上加入星载计算机实物进行半物理实时仿真.仿真结果表明,这种控制方法可以满足重力梯度小卫星所需要的主动控制要求.     

Development of a propulsion system for a biomimetic thruster

We studied theoretically and experimentally a biomimetic propulsion system inspired by the motility mechanisms of bacteria such as E. coli. Our goal was to investigate the effect of the "complex" filament of Rhizobium Meliloti bacteria on thrust force. The complex filament is a helically perturbed filament,similar to a plain filament threaded through a small helix. The propulsive performance of this system was estimated by modeling the dynamics of helical wave motion in viscous fluid. The model consists of a helical filament which is axially rotated at angular velocity ω. Resistive force theory(RFT) was applied to this model to calculate the thrust force and required torque. The Buckingham PI theorem(non-dimensional analysis) was also used to analyze the theoretical results. The procedure for making a complex filament with various pitch angles θs from a small helix and plain filament is explained in detail. To validate the theoretical results for helical wave propulsion and compare the characteristics of complex and plain filaments together,an experiment was performed to measure the thrust forces in silicone oil. The experimental results agreed with the theoretical values predicted by RFT. The thrust forces of complex filaments depended on the shape of small helix winding. The maximum thrust force was achieved at a small helix pitch angle of θs = 45°. In addition,we found that the thrust force generated by a complex filament had a value about 10% higher than that of a plain filament with the same equivalent diameter de.     

电力电子电机系统的计算机仿真

针对复杂的电力电子电机系统通常具有多个非线性环节,且实验模拟测试困难费用昂贵等问题,采用仿真方法,通过分析复杂电力电子电机系统的结构,并根据其结构特点,研究了其各组成部分的建模与仿真方法,提出了根据各子系统复杂程度单独建模、再从系统角度把电路仿真和系统仿真结合起来联合仿真的仿真研究方法。依据上述建模与仿真方法,对三电平逆变器驱动的长定子直线同步电机控制系统进行了建模与仿真研究,并采用Visual C＋＋编制了其仿真程序,验证了所建立的模型和所采用的仿真方法正确性。