单光子雪崩二极管行为性仿真建模

提出了一种精确的单光子雪崩二极管(SPAD)行为性仿真模型.解决了SPAD模型仿真雪崩电流时难收敛的问题,建立了SPAD器件直流和交流特性基本功能的仿真模型.进行了模型功能的拓展,根据后脉冲与暗计数的产生机理,实现了对这两种最重要的统计效应的模拟.模型使用模拟硬件描述语言Verilog-A实现,具有很强的移植性和通用性.模型的基本功能仿真结果与实测结果达到90％以上的一致性,验证了该模型具有较高的仿真精度和很好的仿真收敛性,而暗计数和后脉冲的仿真功能增加进一步提高了模型的实用性.     

软开关逆变电阻焊电路拓扑及参数仿真

应用计算机仿真来研究焊接逆变电源,有利于提高研究效率,降低研发成本.采用MATLAB对移相控制的全桥零电压零电流(FB-ZVZCS)逆变主电路进行建模,并对主电路中隔直电容、滤波电感、变压器、谐振电感、谐振电容等器件进行了参数设计及计算.对输入输出电压、变压器原边电压以及IGBT开关管两端电压和电流仿真波形进行了分析,仿真结果表明:设计的全桥零电压_零电流逆变电阻焊电源主电路工作稳定,实现了超前桥臂的零电压开关,滞后桥臂的零电流开关,减小了工作损耗,降低了开关应力,达到了设计要求.     

基于HyperMesh的电主轴系统动态性能建模与仿真

振动对电主轴的性能影响重大,直接关系到能否实现高速化与精密化.针对该问题,以某型电主轴为研究对象,采用多体传递矩阵法对电主轴的某些参数进行简化与确定,在此基础上采用有限元仿真方法建立电主轴仿真模型,并使用仿真软件Hypermesh进行Optistruct器件的振动仿真,以确定系统的振动特性.再对电主轴系统的两种结构方案进行有限元仿真,结果得到了整个电主轴系统的前6阶固有频率及振型图,并据此对电主轴系统提出了综合性分析,其结果为进一步的动态特性优化、避免共振提供了依据,从而提高电主轴工作精度,也为电主轴的结构选型作出了重要贡献.     

功耗限制下高频功率变压器动态模型的研究

当采用计算机仿真进行开关电源设计时,变压器模型的精度对仿真结果的影响是非常大的;尤其当开关频率较高时,现有磁性器件模型因无法描述绕组的趋肤效应、磁芯材料的非线性等,而使得仿真精度急剧下降。本文提出了一种功耗限制下的动态变压器模型,在仿真运行期间其参数可根据工作温度的变化由软件动态调整,使得该模型能够很好地描述在不同工作温度下物理器件的特性,具有良好的精度。同时利用该模型可在仿真中得到变压器的功率损耗大小和温度变化曲线。     

军用电站雷电过电压电磁暂态仿真研究

针对军用电站雷电过电压电磁暂态模型复杂度高和计算误差大的问题,以典型军用电站为研究对象,提出了军用电站电力电子设备离散-连续分离建模方法,建立了电缆、控制箱等雷电防护关键部件的电磁暂态模型,并采用插值算法对开关的暂态等值电路模型进行修正,提高了开关动作时刻仿真模型的准确性。基于PSCAD/EMTDC软件构建了军用电站雷电过电压电磁暂态仿真系统,通过大量的仿真试验,获取了接地电阻、浪涌保护器等对军用电站耐雷水平的影响规律,基于此开发的模块化军用电站雷电过电压防护装置可阻塞沿不同电能制式、电压强度的电源/数据/信号线引入的雷电过电压,进一步验证了仿真模型的正确性。     

栅格法构建面向群体行为仿真的分层离散信息空间

群体行为模型运行过程中的大量搜索计算,极大制约了仿真群体规模的扩大,影响了仿真的实时可视化表现。为此提出了采用栅格法构建分层离散信息空间的解决方案,重点介绍了静态信息层、动态信息层和行为约束层的设计,并简要论述了离散信息空间中虚拟人对象运动行为的仿真实现。实验结果表明,此法能够简化群体行为模型的决策机制,有效支持群体行为模型的实时运行。     

基于PSO算法的弹道辨识网络及仿真

提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)的弹道辨识及仿真的技术。根据弹道质心运动方程模型，以小脑模型开关控制器神经网络(CMAC)为核心构建了辨识网络，利用PSO算法控制辨识与仿真的实现。仿真试验表明，利用PSO算法实现弹道辨识比BP算法辨识精度高，收敛性好。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

基于磁链轨迹的开关磁阻电机能量效率仿真研究

利用Matlab中的电力系统工具箱(PSB)建立了开关磁阻电机的非线性仿真模型.基于电机运行时的磁链轨迹,详细分析了开关磁阻电动机及发电机的能量转换过程并推导出了它的能量效率计算公式.以开关磁阻电动机为例对几种能够提高电机有效输出能量的优化方法进行了分析,仿真及实验研究,仿真及实验结果直观地表明了所论及优化方法的有效性.基于磁链轨迹的仿真分析方法的引入以及几种优化方法的仿真及实验结果对开关磁阻电机的优化设计及控制有一定的参考价值.     

基于MATLAB的高压发生器系统建模与仿真

谐振型变换器的非线性特性使其控制律的设计与实现困难.为此基于MATLAB开发了某PFM 大功率高压发生器系统仿真软件包.建立了系统的数学模型,针对串联谐振拓扑结构的变换器提出了谐振参数设计技术,设计了控制器.仿真及实验结果表明方法可行,可使工程师快速进行器件选型和应力分析,对变换器控制律的设计及验证发挥了较好的作用,在飞利浦公司的医用高压发生器设计过程中,取得了较好的效果.仿真模型精度良好,适当变化也可用于其它谐振类型变换器.     

电厂湿法烟气脱硫过程优化控制研究

深入研究了具有混杂系统特性的电厂湿法烟气脱硫(WFGD)过程的优化与控制问题;运用混合逻辑动态的建模方法(Mixed Logical Dynamic)建立了WFGD过程的MLD模型,基于MLD模型的预测控制方法把WFGD过程优化问题转化为实时求解混合整数规划(MIQP)问题,实时给出了WFGD过程优化运行的连续决策变量(吸收塔浆液的PH值设定)和离散决策变量(循环浆液泵开启台数)的最优解;用同样方法实现WFGD过程基础回路级中具有非线性动态的PH对象的控制;仿真表明基于MLD模型预测控制方法很好地解决了WFGD过程的优化与控制问题。     

基于xPC的三轴仿真转台模型辨识方法研究

从实验设计,输入信号分析以及模型验证三个方面全面进行三轴仿真转台模型辨识研究。基于xPC实时系统和反射内存实时网络设计转台模型辨识试验,用谱分析方法研究输入信号特性,采用AIC准则和广义最小二乘法实现对转台模型的辨识,最后采用统计方法和最大熵谱估计方法对所得模型进行验证。结果表明,所辨识的转台内环控制系统模型可信度较高,可以用于半实物仿真的误差评估。     

SINS/CNS/GPS组合导航系统半物理仿真研究

实际飞行实验费用大,组合导航系统最初实验不可能进行实时搭载实验,为缩短研制周期,降低成本,设计了一种新颖的采用真实器件误差特性的SINS/CNS/GPS组合导航半物理仿真系统结构。本系统将物理仿真与数学模型结合起来,采用真实器件输出的误差特性,通过轨迹发生器软件进行轨迹仿真,具有一定的灵活性和可扩展性。针对实物系统,设计了一种根据不同步观测量进行时间更新的信息同步方法,得到了较高的组合导航系统精度。利用该系统进行半物理实时实验对研究飞行器在实际噪声下系统特性具有重要的现实意义。     

质子交换膜燃料电池动态建模与仿真

基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的动态输出特性,利用Matlab/Simulink仿真工具提出一种新颖的PEMFC动态模型.通过使用新加坡淡马锡理工学院燃料电池应用中心的燃料电池测试系统,对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.仿真结果与实验数据吻合较好,并且通过在不同运行条件下的结果比较,证明该模型能够有效反映PEMFC系统的动态特性.该建模方法有助于改善PEMFC系统动态模型、PEMFC的输出性能以及可应用于PEMFC实时控制系统的设计.     

航天器姿态确定算法IP核的设计与仿真

为了提高姿态确定算法的计算速度,在分析了现有确定性姿态确定算法的基础上,设计出了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的姿态确定算法IP(Intellectual Property)核.在该程序的各主要模块中,使用状态机控制存储器向不同运算器读取或写入数据,从而完成姿态确定的计算.程序采用流水线技术,在QuartusⅡ中对其进行建模与综合,最后通过硬件仿真工具ModelSim进行仿真.同时在NIOSⅡ上用软件实现了姿态确定算法.仿真结果表明,硬件在第一次姿态确定完成后的运算周期约为20μs,远远快于软件500μs的运行时间.     

快变衰落信道的Matlab仿真及其应用

研究信道的快变衰落特性及其仿真实现方法对通信系统的设计与性能分析具有重要意义。现有的信道仿真方法主要用于缓变衰落信道，而未来的无线通信系统工作频率更高，容量更大，用户移动速度更快，信道的快变特性更加明显。为此，研究了基于时间延迟线(TDL)模型和多速率滤波的快变信道仿真方法，讨论了其仿真实现过程，给出了仿真结果。该方法具有计算量小和实现容易的优点。还分析了快变信道对正交频分复用(OFDM)通信系统性能的影响，为快变信道中的OFDM系统均衡器设计与性能优化奠定了基础。     

涡轮增压柴油机准动态模型及其数字和混合实时仿真

本文介绍了使用常规的柴油机特性资料建立涡轮增压柴油机隹动态模型的方法;用建立的准动态模型进行了增压柴油机及其动力装置典型的动态过程的数字及混合计算机实时仿真研究。本文的研究结果显示,用准动态模型进行仿真,可以兼顾仿真的精度与速度;而用通常较易得到的常规的柴油机特性资料,即可较精确地建立涡轮增压柴油机的准动态模型。     

铁芯开气隙电流互感器暂态特性仿真

开气隙电流互感器在继电保护系统中越来越广泛的运用,但对其暂态特性的研究却很少涉及。利用J-A模型对开气隙互感器铁心的动态磁滞回环进行模拟,并对其磁化特性进行研究。建立了铁心开气隙互感器的仿真模型,并结合一个互感器实物进行了仿真,根据仿真结果得了气隙互感器的特性,以及不同气隙对互感器特性的影响。     

基于多质点的城轨列车牵引计算分析与仿真

为了优化城市轨道列车牵引运行过程,使其运行更为准确、切近实际,通过建立列车多质点模型,以列车运动学方程为基础,采用混合优化牵引策略,对列车运行过程进行仿真。在牵引和制动受力分析过程中采用线性插值法,制动点选取通过反向试凑法获得。根据所设定的列车参数和线路参数,用Matlab进行编程与仿真。仿真结果表明,多质点模型与单质点模型相比可以有效提高列车经过变曲率段和变坡道段的附加阻力精度;线性插值法和混合优化牵引策略的应用,使牵引仿真过程更为接近实际运行过程,符合城轨列车准确、快速的运行要求,为城轨列车自动驾驶研究提供必要的理论依据。     

地磁匹配双等值线算法仿真研究

地磁场数据的缓变特性导致地磁匹配等值线(Iterative Closet Contour Point,ICCP)算法存在着局限性,针对这种情况,在对地磁场数据特征量交叉特性研究的基础上,提出了适合地磁场数据的地磁匹配双等值线(Dual Iterative Closet Contour Point,DICCP)算法,建立了算法的模型,并对算法的粗匹配和精匹配过程进行了仿真研究,仿真结果证实了算法的有效性,特别是在降低对INS精度要求时,能够得到比ICCP算法更高的匹配精度.