基于DSP的快速控制原型系统

为了在实际控制系统开发中缩短控制算法的设计周期,提高控制器的可靠性,并简化在调试过程中对控制算法的修改,设计与开发了基于DSP的快速原型控制系统.该系统包括基于TI F2812DSP的硬件控制器和基于MATLAB/Simulink的软件开发环境.用户可以在Simulink环境中利用RTW功能直接从Simulink模型自动生成可执行代码,并下载到DSP控制器中进行实时控制,从而降低了开发人员繁重的编程任务,提高了控制系统开发的效率.通过带有神经网络补偿和前馈补偿的智能PD控制器的实时控制实验,验证了系统的有效性.     

采用模型设计的不间断电源整机控制系统开发与设计

针对传统不间断电源(UPS)整机控制策略存在切换条件覆盖面不足、难以追溯问题根源,以及传统的开发方法开发周期长、效率低等问题,采用分层设计方法设计不间断电源控制系统结构.首先,将整机控制策略的制定化分为各层次子功能模块策略的制定.然后,采用基于模型设计的开发方法,在MATLAB/Simulink仿真工具上完成从模型搭建、代码自动生成到软件在环测试的开发过程.最后,将自动生成的代码下载到实验样机上进行集成整机测试.实验结果表明:基于模型设计方法开发的整机控制器可以准确实现UPS切换供电功能;采用分层设计的方法简化控制系统的设计,有助于软件的移植、升级和查找问题;基于模型设计自动生成的代码完全可以替代人工的编码,缩短开发周期.     

基于Simulink与以太网的过程控制系统的快速实现

提供了一种简便的方法,把建模、仿真和实现集成在NetCon系统中,提高了过程控制系统的开发效率.首先在Simulink中建立仿真模型,然后使用NetCon系统模板快速生成可执行代码,通过以太网或因特网下载到控制器硬件中,最后使用监控软件通过网络实时在线监控模型的运行状况,如观察结果、修改模型参数等.在此方法的基础上,建立增量式PID控制器模型,增加自动手动无扰切换功能,完成了液位过程控制系统的实例.结果表明,该方法的有效性和快速性,可以应用在类似的过程控制系统中.     

能量存储系统双向变换器控制建模及快速实现

城市轨道交通节能与电压补偿对能量存储系统控制提出较高要求.为快速设计其控制,提高开发效率,利用Simulink/Stateflow建立了基于超级电容的城轨能量存储系统模型来快速开发其控制算法,给出了Stateflow特点分析与优化建议.在简要描述算法模型功能与通过仿真验证算法后,自动生成了适合数字信号处理器(DSP)的嵌入式代码.总结了基于DSP的快速开发流程,给出了加快控制开发迭代措施,对加快双向直流(DC/DC)变换器过渡过程也做了简述.最后,试验验证了生成代码的有效性.此控制快速开发方法同样适用于城轨其他电力电子控制系统,对降低开发难度,加快进度有较好的参考价值.     

能量回收系统双向变换器控制建模及快速实现

城轨节能和稳定网压对能量回收系统控制提出较高要求。为快速设计其控制,提高开发效率,通过Simulink/Stateflow建立了基于超级电容的城轨能量回收系统模型来快速开发其控制算法,给出了Stateflow特点分析和优化建议。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DSP的嵌入式代码。随后总结了基于DSP的快速开发流程,给出了加快控制开发迭代措施,对加快双向直流变换器过渡过程也做了简述。最后,试验验证了生成代码的有效性。这里的控制快速开发方法同样适用于城轨其它电力电子控制系统,对降低开发难度,加快进度有较好参考价值。     

Matlab/Simulink与VC 混合编程的实现

在控制系统的建模和仿真中,由Simulink生成的模型不能脱离Matlab环境运行。为了便于后期实时仿真模型的开发,需要利用Real-Time-Workshop(简称RTW)实时代码生成器将Simulink模型转换成目标语言模型,并与VC进行混合编程,从而实现由Simulink模型到VC开发环境的平滑过渡。重点探讨了利用RTW实现从模型到代码转换的具体步骤,并验证了该方法的有效性。     

四轮车辆的Matlab/Simulink建模与仿真

在Matlab/Simulink中建立了一种四轮车辆模型、轮胎模型、液压系统模型.并对所构建的仿真模型进行了验证.整个建模过程全部采用Simulink与C代码实现,可以实现代码的下载,而且可与dSPACE系统联合使用,形成硬件在回路及快速控制原型.为开发汽车电子单元提供良好的仿真环境,对缩短开发周期,提高开发效率提供了强有力的技术支持.     

捷联惯导解算算法嵌入式代码自动生成技术及应用

在捷联惯导系统设计开发过程中,采用嵌入式代码自动生成技术,将理论设计过程中产生的Simulink仿真程序直接转换为可在嵌入式系统中执行的C语言代码,以达到缩短研发周期、降低成本的目的.经过实际验证,自动生成的代码可以完成系统功能要求,具有较高的实际使用价值.     

基于图像识别的汽车防撞模糊控制系统及其仿真

设计了一种基于图像识别的汽车防撞模糊控制系统，建立了安全距离计算的数学模型．该系统由图像识别系统、车速传感器、判断系统和模糊控制模块组成．利用MATLAB软件的Simulink仿真工具包，建立了防撞模糊控制系统的仿真模型．通过对汽车运行中4种代表性工况的仿真及分析，验证了系统的可行性及模型的正确性．     

嵌入式软件自动代码生成和代码整合方法研究

嵌入式软件代码自动生成的开发方法正在逐步取代手工编程,但是自动代码生成工具只对少数微控制器提供了完整支持,使这种方法的普及应用受到了很大的局限。笔者通过对Sim-ulink/Stateflow及RTWEC(实时工作间嵌入式代码生成器)工具软件的分析研究,提出了一种代码自动生成和代码整合的方法。通过构建基于Simulink的仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。本方法对于使用任意型号微控制器的嵌入式软件开发都将适用,并且通过在汽车电动天窗控制软件开发实例中的应用,表明这种方法可行且易于实施。     

Advanced ECU Software Development Method for Fuel Cell Systems

The electronic control unit （ECU） in electrical powered hybrid and fuel cell vehicles is exceedingly complex. Rapid prototyping control is used to reduce development time and eliminate errors during software development. This paper describes a high-efficiency development method and a flexible tool chain suitable for various applications in automotive engineering. The control algorithm can be deployed directly from a Matlab/Simulink/Stateflow environment into the ECU hardware together with an OSEK real-time operating system （RTOS）. The system has been successfully used to develop a 20-kW fuel cell system ECU based on a Motorola PowerPC 555 （MPC555） microcontroller. The total software development time is greatly reduced and the code quality and reliability are greatly enhanced.     

基于滑模控制的发动机电子节气门研究

电子节气门是车用发动机的一个十分重要的装置,为提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放,已经被广泛应用于汽车发动机上。电子节气门是一个典型的非线性系统,结合电子节气门的结构特点,在MATLAB/Simulink平台上建立了动态仿真模型,建立了节气门控制器的数学模型,设计了基于滑模控制的电子节气门控制器,并与PID控制结果进行比较。结果表明,采用滑模控制能克服系统中的非线性和不确定性,节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调而且稳态误差小,能迅速地获得预期节气门的开度。     

基于滑模控制的发动机电子节气门研究

电子节气门是车用发动机的一个十分重要的装置,为提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放,已经广泛应用于汽车发动机上.电子节气门是一个典型的非线性系统,结合电子节气门的结构特点,在MATLAB/Simulink平台上建立了动态仿真模型.建立了节气门控制器的数学模型,设计了基于滑模控制的电子节气门控制器,并与PID控制结果进行比较.结果表明,采用滑模控制能克服系统中的非线性和不确定性.节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调,而且稳态误差小,能迅速地获得预期节气门的开度.     

基于Simulink的汽车电控单元标定工具箱设计与实现

根据现代汽车电子系统V模式开发流程的需要,针对底层标定系统在不同硬件平台与不同电控单元开发过程中存在的扩展性与移植性差,效率较低等缺点,提出了基于Simulink的汽车电控单元标定工具箱的设计思路。依据功能分类构造底层标定系统的层次体系结构,结合Simulink的可视化环境,采用C MEX S函数构建标定工具箱。实际应用结果表明,所构建的工具箱能够快速有效地实现对汽车电控单元控制参数的在线标定及信号的实时测量。     

电喷发动机过渡工况空燃比鲁棒控制研究

阐述了最优H∞控制理论,并将其用于电喷发动机空燃比控制;在充分考虑外部干扰和系统模型不确定性的情况下,讨论并制定了最优H∞理论控制策略.采用面向对象的GT-Power仿真软件,从物理模型出发建立了电喷发动机仿真模型;用Matlab/Simulink软件建立起相应的最优H∞控制器和PI控制器;最后运用Matlab/Simulink与GT-Power的接口,建立电喷发动机实时控制系统.仿真结果表明:最优H∞控制相对于PI控制具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰能力,提高了空燃比的控制精度.     

面向多模式操控的汽车电子系统构架及协调控制

随着汽车舒适性的不断提高,多模式操控方式在汽车上逐步应用.文中提出了面向多模式操控的汽车车身电子控制系统构架及车身电器的协调控制方法,比较了现有的模块化分布式控制系统与智能化全分布式控制系统两种电气系统构架;利用关联子系统的方法实现操控指令与原有逻辑的整合协调分析,并使用数理逻辑和布尔代数方法实现控制逻辑的描述;同时设计了中央协调器及失效安全机制;最后开发了基于智能化全分布式控制系统构架和多模式操控方法的原型样车,证明了文中方法的可行性.     

汽车电器系统结构的全分布式设计

通过定义分布指数分析了汽车电器系统结构演变及发展方向,并提出了一种全分布式的汽车电器系统结构.该系统是一个以骨干网和局域网二级网络为数字信号网络、以电源网络为系统供电并以中央协调器作整车协调控制的体系结构,通过骨干网和局域网实现电器信息共享及控制指令传输,并以分布式电力网实现整车弱电系统和强电系统的分离供电,以标准化电器接口实现了整车不变线束,从而构成了一个智能型、标准化、一致性很强、扩展性良好、可靠性高的整车电器系统.最后开发了实验样车,证明了全分布式控制系统的可行性和经济性.     

汽车电子控制系统半实物仿真平台开发

提出了一种汽车电子控制系统半实物仿真解决方案,以捷达1.6AT轿车为对象,采用半实物仿真技术通过硬件接口电路将实际车辆与模型环境有机结合,设计开发了汽车电控系统半实物仿真平台.所设计的平台在精确采集车辆传感器信号的同时能够实现车辆与半实物仿真模型间的实时数据交换;通过平台显示系统可以直观地观察车辆电控系统的工作过程及控制原理;并可根据需要合理地改变仿真模型的参数,对不同车型和不同使用工况进行仿真.该平台不仅解决了数学仿真对现实条件过于简化、建模难度大的问题,同时也克服了实物试验费用高、周期长的弊端,可将其应用于汽车电子控制系统的开发、调试、检测和教学试验等.     

基于Quanser的直流调速系统半实物仿真

针对直流调速系统,基于MATLAB/Simulink、Wincon软件环境搭建了实时控制平台。在该平台上,把实际控制对象引入仿真回路,通过Quanser的RTX(Real-Time eXtension)把设计的Simulink控制模块转化成可执行代码并实时地自动下载到Wincon中,在Wincon软件中可以实时观察实验结果。实现了直流调速系统的内模控制,该控制方法设计简单,并且只有一个控制参数,实验结果表明,与传统方法相比内模控制器具有更好的控制性能。     

车身总线控制系统硬件在环仿真设计

文章针对总线型车身控制系统的设计问题,提出了一种硬件在环仿真解决办法。首先采用规则化方法描述原型系统的控制意图,然后融合虚拟现实和物理测试2种仿真手段的优点,设计了分布式硬件在环仿真系统,用于模型控制逻辑的推演和车身部件响应延时特性检测,最后以电控刮水器子系统作为典型实例进行了仿真验证。实验数据表明,该方法可以有效验证功能需求模型,量化评估模型的时延误差,从而提高了车身控制系统的开发效率。