SST-I分布式航天器实时仿真系统

根据现代航天器动力学及控制系统仿真的需要,提出了一个基于dSPACE、Vxworks和xPC平台的分布式航天器实时仿真系统方案。整个系统由一套dSPACE和数台xPC、Vxworks实时机组成,dSPACE提供了丰富的I/O接口用于与航天器星载设备进行连接,xPC用于对各种星载设备和有效载荷以及动力学模型的仿真,Vxworks用于运行各种成熟的传统仿真程序。动力学、控制仿真程序的开发大部分基于Simulink,极大的缩短了开发周期。系统通信总线基于以太网QoS技术,实现了可靠的实时数据通信,整个系统的总通信带宽可以随系统中计算机的数量扩展。系统内的时钟同步信号由dSPACE系统统一生成。对系统的实时性能进行了分析,结果表明该系统可以满足航天器分布式实时仿真的需要。     

基于dSPACE和xPC的分布式航天器准实时仿真系统

根据现代航天器动力学及控制系统仿真的需要,提出了一个基于dSPACE和xPC平台的分布式航天器准实时仿真系统方案.整个系统由一套dSPACE和数台xPC组成,dSPACE提供了丰富的I/O接口用于与航天器星载设备进行连接,xPC用于对各种星载设备和有效载荷以及动力学模型的仿真.动力学、控制仿真程序的开发全部基于Simulink,极大的缩短了开发周期.系统通信总线基于以太网QoS技术,实现了可靠的准实时数据通信,整个系统的总通信带宽可以随系统中计算机的数量扩展.系统内的时钟同步信号由dSPACE系统统一生成.     

某型大柔性多体结构卫星半实物仿真

介绍了xPC实时目标环境，借助xPC平台实现了对某型大柔性多体结构卫星系统的半实物仿真试验开发，试验过程中，对xPC目标进行了二次开发，在星载计算机硬件不成熟时，采用一台xPC目标机来实现其快速控制原型，另一台目标机模拟星载计算机外部实时环境，由一台xPC宿主机分刺控制两台目标机保证仿真时钟同步，在快速控制原型的基础上逐步地引入实物部件从而实现半实物仿真系统的构建。整个卫星地面半实物仿真系统的开发过程是一种基于模型的系统设计思想，实验结果证明了方法的有效性。     

基于xPC的挠性天线跟踪指向系统半物理仿真

为了实时验证具有星间链路天线的多体结构卫星星体姿态稳定和天线跟踪指向复合控制算法的有效性,借助xPC实时目标环境对某型多体结构卫星的半物理仿真(hardware-in-the-loop simulation,HILS)系统进行了开发,用xPC目标机模拟星载计算机的外部实时仿真环境,与产品级的复合控制器、天线框架驱动机构(an-tenna gimbal drive assembly,GDA)实物组成实时仿真环路。采用Simulink和Stateflow混合建模的方法实现了天线不同模式之间的切换,并用S函数对PCI总线类型的串行接口通信在xPC目标下进行了二次开发。实验结果证明了接口模型建立的正确性、复合控制系统设计的合理性以及该仿真方法的有效性。     

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dSPACE的卫星控制实时仿真系统设计

为满足某在研大型挠性卫星计算机在回路中的仿真需要,利用dSPACE多处理器系统设计了卫星姿态和轨道控制实时仿真系统。介绍了该系统的软、硬件构成。以星载计算机与惯性基准单元串口通信为例,重点介绍了采用RTI模块、Simulink和Stateflow,实现该实时系统的串口通信建模方法。在星上自主模式下,对该实时系统进行了实时仿真。仿真结果证明了设计的卫星姿态和轨道控制实时仿真系统和串口通信接口模型的有效性。此方法对dSPACE实时仿真系统在航空航天领域的工程应用具有参考价值。     

基于xPC卫星系统硬件在回路实时仿真研究

使用星星跟踪系统研制的复合控制计算机,以MATLAB环境下的Simulink/xPC为硬件在回路实时仿真平台,进行该系统的硬件在回路实时仿真研究,以实现对卫星的姿态控制和对天线的指向控制.由此验证了原有复合控制系统的有效性,也证明使用xPC是一种方便、有效且投入成本低的方案.     

基于xPC的地铁TCU实时仿真测试系统设计

在讨论地铁牵引系统动态特性和控制原理的基础上，应用MATLAB的xPC Target工具箱，构建了针对牵引控制单元（TCU）的实时仿真测试平台。测试平台采用了基于网络的主副机结构，在实验室环境再现了机车正常运行的各种工况。还讨论了实现测试系统所需要的硬件、软件、和通信方式。对比分析了在线实时数据和实验室测试数据，证明了这种方法的有效性。     

基于dSPACE的星载计算机外部实时仿真环境实现

为测试星载计算机软硬件实时性能，本文基于dSPACE多处理器设计了由模拟星载计算机和星载计算机外部实时仿真环境两子系统构成的卫星姿态控制实时仿真系统。介绍了该系统硬件和Simulink模型总体结构。重点介绍了两子系统间的串口通信接口模型的建模方法。仿真结果证明了星载计算机外部实时仿真环境子系统的可信性和串口通信接口模型的有效性。     

电动汽车无刷直流电机驱动系统实时仿真

在设计开发电动汽车的过程中，采用实时数字仿真可实现并行工程，缩短开发时间，节约开发费用。基于方框图建模工具Simulink建立无刷直流电机驱动系统模型，采用dSPACE实时仿真环境自动生成控制器及被控对象模型实时代码。实时仿真系统具有与实际系统的硬件接口，可以与实际控制器或电机系统直接相连，构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统。实时仿真与真实系统实验结果表明，实时仿真器与实际系统的响应特性无明显差别，在开发和测试阶段可以代替实际电机系统进行实时闭环测试。     

三种船舶运动控制仿真系统

船舶运动控制系统有三种仿真模式：一是单机仿真即在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器；二是双机仿真即一台计算机运行船舶运动数学模型，另一台为真实的船舶控制器，控制器通过数字通信接口控制另一台计算机上运行的船舶运动模型，也称为半物理仿真；三是物理仿真即建造一艘按某一水动力学相似准则而缩尺的模型船，在模型船上装上真实的船舶控制器，在水池或海上做船舶运动控制试验。本文介绍大连海事大学轮机工程学院研制的上述三种船舶运动控制仿真系统。     

燃料电池汽车动力系统动态数学模型

建立了用于燃料电池汽车功率平衡控制算法设计的动力系统动态数学模型。该数学模型包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组。采用最小二乘参数辨识方法对模型中的未知参数进行了估计。基于所建立的数学模型通过设计线性二次型调节器建立了基于状态反馈的燃料电池汽车动力系统功率平衡控制算法。离线仿真和转鼓测试结果证明：所设计的控制算法达到既定的控制目标，从而证明所建立的动力系统数学模型用于控制算法的设计可行。离线仿真同实测数据对比证明：所建立的系统动态数学模型达到了较高的仿真精度。     

并联式混合动力汽车控制策略的仿真研究

以发动机稳态效率图和电池的充放电内阻曲线为依据，提出了基于负荷平衡和逻辑门限方法的并联式混合动力汽车(PHEV)实时控制策略，用以控制混合动力系统的转矩分配，实现混合动力系统的不同工作模式以及模式间的动态切换。在MATLAB／Simulink环境下建立了前向式并联混合动力汽车系统模型，通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车，监测情况表明是实用的。     

城市客车串联式混合动力仿真系统及其应用

串联式混合动力系统是汽车节能和环保新技术之一,它对于在拥挤路况下工作,且负荷繁重、频繁启停的城市客车,具有较大的提高经济性和改善排放的潜力。为了解决现有仿真软件(如ADVISOR,PSAT)难以满足对串联式混合动力系统深入研究和实际开发的需求矛盾,基于Matlab/Simulink软件平台建立了系统部件和司机模型、设计了系统控制器,形成了城市客车串联式混合动力仿真系统。该仿真系统既能够满足对系统进行深入仿真分析的需要,又能够为实际系统的开发提供良好的调试平台。给出了该系统在研究和工程实践中的两个应用实例。     

针对转台及控制器设计的虚拟样机技术应用研究

基于虚拟样机技术进行了飞行仿真转台及其控制器的设计.考虑到非线性、摩擦以及机械系统的柔性特性利用ADAMs进行具有复杂特性的虚拟样机建模.采用Solidworks进行机械部分的建立并导入ADAMS中,使机械设计和虚拟样机设计连贯有序.提出了利用虚拟样机技术代替通常的数学模型进行控制器设计及仿真实验的方案,使设计与实验结果与实际系统更加贴近.基于虚拟样机技术在更接近实际的情况下对控制性能进行检验.并且,控制器的设计可以在实际样机生产之前开始,提高了设计效率.以某单轴转台为例,详细介绍了该控制器设计及校验方法.联合仿真结果证明了方案的合理性.     

分布式多用户控制系统仿真的实现

将分布式计算的思想应用于航空发动机控制系统数学模型仿真中，将客户/朋务器网络通信模式与控制器／被控对象信息传递的机制相结合，以现有的计算机操作系统为平台，开发了一个运行在计算机网络上的分布式多用户发动机监控仿真系统。仿真系统中的发动机数学模型可以同时为多个用户使用，开发人员可以将工作的重点放在控制方案的设计上，在节约计算资源的同时也提高了工作的效率。     

并联混合动力汽车扭矩协调控制策略仿真研究

对于使用机械式自动变速器(AMT)的并联式混合动力汽车(PHEV),能量管理策略的实现需要对发动机、电机以及离合器和变速箱进行协调控制,为此,建立一个分层控制系统来管理整车的能量分配和实现整车的能量分配策略。能量管理策略的实现层以改善车辆行驶平顺性和减小离合器磨损为目标,协调控制动力和传动系统,实现能量管理层需要的扭矩分配、工作模式切换以及换档等要求。在Matlab/Simulink环境下建立了并联式混合动力汽车动力传动系统的仿真模型,通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车,试验结果表明了控制系统和控制策略的适用性。     

基于Simulink的空调系统先进自校正控制仿真研究

空调系统可以被看作是一阶惯性加延迟的过程,系统具有时延和参数时变的特性.提出了一种先进的自校正控制策略并将其应用在空调系统中.该控制策略采用了一种混合的参数辨识算法,在控制系统闭环运行条件下,空调系统的过程参数包括延迟时间可以被在线辨识.辨识出的延迟时间被Smith预估器用来补偿控制回路中的时延,同时该控制策略的控制信号可由内环回路中的PI控制器根据ITAE整定规则计算获得.Simulink仿真结果表明该自校正控制策略较自适应PI控制的控制性能更为优越.     

基于并行计算机的飞机刹车系统半实物仿真

半实物仿真是一种针对实际过程的实时仿真技术，它把实物利用计算机接口嵌入到软件环境中，在实时条件下模拟整个系统的运行状态。在并行计算机硬件平台基础上，将刹车控制单元和液压模拟系统接入仿真回路，在RT-Lab环境下对飞机刹车系统进行了半实物仿真，取得了较满意的结果。该系统可以实现飞机在各类环境下起飞和着陆的模拟实验，为刹车系统的设计、改进以及参数的优化提供了试验依据。