基于RT-LAB的某型导弹半实物仿真系统设计

半实物仿真是将部分硬件实物引入到仿真回路中的仿真,是导弹研制过程中的一个重要环节.介绍了基于先进的仿真运行框架软件RT-LAB搭建半实物仿真系统的方法.搭建了适用于RTLAB的仿真模型;针对自制板卡,开发了RT-LAB下的驱动;编写了基于RT-LAB的仿真控制软件,完成了半实物仿真平台的设计.研究表明,在RT-LAB环境下可以方便快捷地将Simulink模型应用于半实物仿真系统,降低了构建系统的难度,缩短研制周期,并提高仿真系统的灵活性和可靠性.     

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。     

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。     

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension, RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。     

可重复使用运载器再入弹道仿真

针对RLV再入特点,应用反馈线性化与模型预测控制相结合,设计了基于控制角与控制力矩间全反馈(非时标分离)条件下的反馈线性化控制器,实现了以控制增量做为优化变量、考虑模型状态和输入约束的模型预测控制器设计,解决了RLV再入模型的多变量耦合、参数不确定等非线性控制问题的平滑控制.最后在Simulink环境下建立了RLV再入仿真模型,应用RtFly快速原型系统完成了再入模型六自由度弹道实时仿真,仿真结果验证了该控制器能够较好跟踪制导参数,满足控制器设计指标和系统实时性要求.     

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。     

电厂湿法烟气脱硫仿真系统设计与实现

在研制电厂湿法烟气脱硫仿真培训系统的过程中,针对复杂的化工过程,对于机理相对清楚部分,建立了系统的机理模型,对于模型机理复杂,存在不完备知识部分,结合系统的定性专家知识和系统在工作点处的小样本数据,利用模糊聚类建模方法建立系统的模糊TS定性仿真模型,从而实现系统的定量与定性混合仿真;在仿真系统的体系结构上采取模型机和DistributedControlSystems(DCS分散控制系统)的client-server结构,在模型机中实现基于matlab/simulink的仿真模型的原型系统的开发,在电厂主流的OvationDCS系统平台上实现监视和控制;基于OLEforprocesscontrol(OPC)技术实现client-server的通讯,从而实现模型机与DCS的集成,实现了硬件在回路的仿真。     

一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计方法

提出了一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计与仿真分析的实现方法。该方法首先利用MATLAB中的模糊系统工具箱结合MATLAB函数构建控制规则可调整的模糊控制器,然后利用最优化工具箱优化模糊控制器的控制规则和参数,从而提高设计模糊控制器的效率。最后利用仿真连接器建立系统仿真模型并在单位阶跃输入信号作用下仿真分析系统动态性能和优化设计结果。仿真表明,控制规则及参数优化后,系统阶跃响应特性基本上能达到“快速—无超调”的设计目标。     

小卫星模型独立大角度姿态机动半实物仿真

提出了仅用反作用轮的小卫星姿态大角度机动控制算法，针对反作用轮输出力矩受限和速率饱和的为束，采用递阶饱和思想使星体沿欧拉轴逐步逼近目标位置．文中设计的快速机动控制器，无需知道系统精确模型，即可实现卫星任意时刻的姿态捕获和机动控制，并采用dSPACE实时仿真系统、反作用飞轮实物、先纤陀螺实物和星载机，在单轴气浮台上进行了半实物仿真验证．仿真结果表明，在系统模型不确定时，设计的控制算法能够实现快速姿态机动任务，有良好的鲁棒性。     

汽车电子嵌入式系统测试虚拟现实仿真器研究

研究了面向汽车电子控制系统设计和电控单元测试的汽车电子嵌入式系统测试虚拟现实仿真器,其中集成了多体动力学方法的硬件在回路实时仿真.在具有自主知识产权的汽车电子嵌入式硬件在回路实时仿真测试平台下,嵌入实时子系统综合方法多体动力学车辆模型.基于子系统模块化仿真构建的虚拟现实仿真器组合了车辆动力学模型、电磁阀特性模型、刹车系统模型和轮胎地面模型、ECU控制器、AUTOCP自动标定系统,研究汽车安全系统ESP(ABS)的ECU硬件在回路的控制仿真框架.通过测试表明,该汽车电子嵌入式系统测试虚拟现实仿真器促进开发硬件在回路车辆安全仿真控制系统,加快ESP汽车电子安全系统的开发进程.     

飞行模拟器综合导航系统建模与仿真

模拟器导航系统主要为飞行员提供模拟飞行中的位置及其航行参数并安全导引飞机沿既定航线飞行。结合航空仿真技术发展和全任务飞行模拟器样机的任务需求,在MATLAB/SIMULINK平台上构建了捷联惯导及基于区域导航法的无线电导航仿真模型。采用VAPS6.3制作出主飞行仪表,作为导航系统仿真的终端显示。利用RT-LAB平台构建分布式飞行仿真系统,实现导航外部特性的半实物仿真。经系统调试证明了该方法的有效性。     

多系统组合导航仿真器设计

通过分析多种导航系统各自的特点,从对惯性导航系统误差状态的可观测性出发,考虑到校正方式的自由选择、滤波算法的不同采用以及信源的有效性检验等因素,建立了多系统组合导航模型,并采用Simulink工具搭建了该系统仿真器模块。仿真器能够自动地将处于工作状态的导航子系统按照最优准则组合起来,不但能够独立地执行,而且可以与其它导航系统仿真器一起集成在RT-LAB实时环境下正确运行。仿真结果表明,在满足精度的前提下,该系统具有导航信息的冗余性、互补性、容错性等良好性能。

Abstract：

By studying on observable of INS error states and the characteristic of each navigation system,considering the choice of the revision way,the adoption of different filtering algorithms and the verification of the information source,a multi-system integrated navigation model was built.The simulator module of this model was constructed by Simulink tools in MATLAB,which could integrate all active navigation subsystems automatically.The simulator not only could execute independently,but also could run accurately on RT-LAB real-time environment combined with other navigation system simulators.The simulation result indicates that the simulator has many good performances which include the flexibility in integration pattern of navigation systems,the redundancy and complementarity of navigation information,the fault tolerance of the whole system,etc.     

汽车AMT系统的Matlab/Simulink建模与仿真

文中首先建立汽车AMT控制系统的被控对象模型（油门执行器模型、传动系统模型和离合器模型）;其次基于Matlab/Simulink设计系统的控制器模型。系统地建立了汽车AMT控制系统的模型,仿真结果表明所建立的被控对象模型及所设计的控制器的合理性和可行性,从而为产品开发提供了依据。     

基于Hammerstein模型的非线性自适应预测函数控制

传统的预测函数控制对非线性和多变性的实际对象控制效果不佳.采用基于Hammerstein模型的预测函数控制(PFC)内部模型辨识方法来拟合实际对象的非线性.针对实际时象的多变性,不断辨识对象,校正内部模型参数,增强控制系统适应对象变化的能力.选取正弦多项式形式的基函数并介绍了滚动优化的办法.优化性能指标选取双值指标,计算量小,精度高.整个算法线性寻优,不需要非线性模型预测控制的非线性滚动优化,输出可以应用模型参数直接计算.实验表明该方法比PID控制效果更好而且对模型失配具有很好的自适应性能.     

引黄工程运行控制系统仿真

引黄工程运行控制系统仿真是引黄工程全系统运行计算机仿真项目的重要组成部分之一，本文简要描述了引黄工程运行控制问题的特点和运行控制系统设计的目标，在此基础上，介绍了该控制系统分析方法、控制方案、仿真模型、以及典型工况仿真的基本结论。     

基于UML通用性机载雷达仿真器系统建模与仿真

采用统一建模语言(unified modeling language,UML)提出了一种模块化、易扩展和通用性的机载雷达功能级仿真器体系结构,分为系统控制、天线、信号处理机和数据处理机共4个对象进行模块化设计,具备机载脉冲多普勒雷达和相控阵雷达的仿真能力。建立和分析了机载雷达仿真器系统的工作流程、目标检测、目标跟踪、误差分析和电磁对抗模型,并采用Visual C++语言对所建模型进行了仿真实现,仿真结果充分验证了模型的可行性和有效性,为机载雷达的功能验证和作战效能评估提供了平台和依据。     

航空制造企业技改项目管理动态特性仿真研究

在分析航空制造企业技术改造（简称技改）项目管理整体动态控制特点的基础上,利用因果环路图描述了项目阶段、控制对象和资源能力等各方面因素的动态反馈关系。通过建立技改项目管理系统动力学模型描述了技改项目管理的动态流程,以及进度控制、质量控制和资源能力管理等过程。3种典型情况（理想情况、工期压缩和验收质量下降）下模型的仿真表明,该模型能够较好地反映技改项目管理过程中的各类复杂动态特性,并能够辅助技改项目管理和决策。     

船舶蒸汽系统管道仿真方法研究

根据船舶饱和蒸汽系统管道的工作特点和结构特点,将复杂的蒸汽管网分为大直径蒸汽管道和小直径蒸汽管网两类仿真对象,根据质量守恒、能量守恒定律针对这两类仿真对象分别建立了两相箱体模型和流体网络模型。考虑了流体网络中网络节点与外界环境的散热,提出了流体网络节点压力、温度、焓的修正方法。在某核动力装置模拟器上进行的仿真实验表明,该模型能够较好地反映船舶饱和蒸汽系统管道运行的动态特性。     

仿真环境与C4ISR系统交互技术研究

建立了仿真环境与C4ISR系统交互活动模型和功能接口模型,对实现交互功能的关键技术进行了研究,建立了仿真实体与C4ISR系统进行交互的对象匹配过程和算法以及仿真代理的软件体系结构。研究成果已在实际系统仿真测试环境中得到应用和验证。     

机场行李流程仿真建模和分析

仿真建模在机场运行中的运用日趋增多,但此类仿真系统大多以旅客和飞机为仿真的实体,行李流程的仿真建模则很少。以行李为仿真对象,以Petri网为建模工具,应用事件调动仿真策略,对行李流程进行了建模,并在Service Model平台上实现了浦东国际机场行李流程仿真系统。最后进行了大量的仿真试验,仿真结果较真实地再现了机场的实际运行情况,得到了进出港行李流程的行为特性,对于行李系统的规划设计以及行李系统的日常运行具有重要参考价值。