机电系统新型多软件协同建模与仿真环境

针对传统机电系统虚拟样机软件的性能易受个别子程序分析能力制约的问题,综合多种仿真软件的优势,构建了一种新的模块化的多领域协同建模与仿真环境.采用Pro/Engineer、ANSYS和ADAMS建立机械系统的刚柔耦合多体动力学模型,采用AMESim和MATLAB/Simulink建立液压控制系统模型,并在MATLAB/Simulink中将两子系统模型根据参数关联有机集成,得到机电液一体化的总体模型.子系统模型和总体模型可分别用于不同系统级别的仿真研究.以某复杂机电液一体化调平系统的虚拟设计为例,便捷高效地实现了单学科领域建模和机电液集成建模与协同仿真分析.仿真实验表明该新型多软件环境能够有效支持机电系统虚拟样机的开发研究.     

水下机器人动态系统协同建模方法研究

以水下机器人动态系统建模问题为背景,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真机制与动态神经网络的水下机器人动态系统协同建模方法.该方法利用在对水下机器人动态行为进行协同仿真过程中在线训练神经网络的方式完成水下机器人流体动力学建模,并以最终训练完成的神经网络及载体6自由度运动方程仿真模块一起构成水下机器人动态系统模型,具有较强工程应用前景.通过与传统建模方法比较,详细论述了协同建模方法的基本原理及其优点,并重点研究了MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真系统的设计方案和实现方法,最后,从水下机器人6自由度运动方程建模、流体动力学建模以及闭环控制系统建模三个方面研究了实现协同建模的具体方法.     

大型装置起竖系统协同仿真研究

以液压驱动的大型装置起竖系统为研究对象，选择Pro／E、ADAMS、AMESim和MATLAB／Simulink作为软件环境，探讨了蔓杂机电灌一体化系统建模与协同仿真的实现策略。利用Pro／E和ADAMS软件建立起竖机械系统多体动力学模型，利用AMESim软件建立起竖液压系统的模型，利用Simulink建立控制系统的模型，并以MATLAB／Simulink为主仿真环境，通过软件接口将多锥动力学模型和液压系统模型集成到MATLAB／Simuilnk中，并利用参数关联构建系境完整的仿真模型，赛现了机械，液压、控制系境仿真模型的有机集成。研究结果对复杂机电液一体化系统的协同仿真与优化设计具有一定的指导意义。     

植入式PLGA给药系统释药仿真模型研究

针对由MEMS技术制备的多腔体植入式PLGA储库型给药系统的药物释放模型建立问题,基于Monte Carlo方法的溶蚀模型,提出一种PLGA给药系统药物一维释放数学模型.应用MATLAB软件系统编程对给药系统药物释放进行计算机仿真研究,并采用两种药物的实验验证了数学模型的可行性.对影响释药效果的参数分别进行的仿真研究,得出参数对释药效果的影响规律,结果表明可以通过对PLGA降解参数以及释药膜厚度等参数的优化来改善载体的释药特性、延长释药时间.仿真模型的研究结果对于开发新型给药系统具有重要的参考价值.     

电液振动台系统建模及仿真模型应用

以伺服阀非线性建模为核心,利用MATLAB/SIMULINK建立的电液振动台非线性仿真模型,在与某型号地震模拟振动台实验对比中,仿真出了该系统在某些频段内存在的加速度波形失真趋势,且具有一定的准确性.仿真模型在离心场中电液振动台设计方面的应用表明:量化直观的仿真结果为系统参数设计和优化提供了重要参考;仿真系统为波形失真消除方案设计、控制算法研究和系统参数优化提供了良好的仿真平台.     

基于Monte Carlo法与GA算法的复杂系统可靠度求解

复杂系统可靠性问题是可靠性工程中丞待解决的问题。提出了基于可靠性框图的复杂系统蒙特.卡罗仿真方法,给出了各种基本可靠性模型系统与其组成单元的失效时间关系,解决了含有旁联模型的复杂系统仿真问题。以可靠性仿真数据为寿命样本,待估计参数的置信区间为编码空间,以经验分布与所求分布误差倒数为适应度函数,建立了基于遗传算法的寿命分布参数点估计模型,求得了复杂系统可靠度函数。最后以两个实例表明该方法比传统方法具有更高的精度。     

离散时间分布参数系统的模型逼近预测控制

提出了离散时间分布参数系统的一种预测控制方法。该方法采用广义正交多项式对分布参数系统的模型进行逼近,将离散时间分布参数系统的预测控制问题转化为集中参数系统的预测控制问题,运用模型算法控制方法对集中参数系统进行预测控制,求出控制律,经反演变换得出分布参数系统的预测控制。给出了该方法的具体步骤,仿真示例表明了方法的有效性。     

基于MATLAB/SIMULINK与FLUENT的协同仿真方法研究

以水下机器人的动态行为仿真为背景，针对单一环境下仿真水下机器人动态行为和流体动力学问题存在的局限性，提出了基于MATLAB／Simulink与FLUENT协同仿真的解决方案．首先介绍了MATLAB／Simulink与FLuENT的运行机制，分析了两个仿真环境实现协同仿真的技术可行性并提出了三种可行的接口方式。以此为基础，重点研究了FLUENT中嵌入MATLAB／Simulink与MATLAB／Simulink中嵌入FLUENT两种嵌入式协同仿真方式以及并行协同仿真方式的基本思想和具体实现方法．此协同仿真方法不仅对于研究流体环境中物体运动与流体动力紧密耦合的问题提供了有效手段，也为研究其它与流体紧密耦合的物理现象提供了解决思路。     

基于MATLAB大型高低温环模仿真试验系统设计

在MATLAB仿真软件的基础上，采用模块化建模思想，搭建了大型高低温环模系统的仿真模型，并利用MATLAB图形开发工具开发了人机操作界面，利用ActiveX控制技术实现了仿真结果向图形界面的动态传输，利用DDE动态数据传输技术实现了仿真结果向FIX组态监控软件的动态传输，大大增强了该仿真系统在试前试验方案优化、可行性验证、系统流程和控制系统优化及技术人员培训等方面的作用。     

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。     

BUCK转换器中的分岔与混沌研究

BUCK开关转换器是一种典型的分段光滑动力学系统,改变转换器的电路参数条件会产生许多动力学行为。我们建立了电路的动力学方程,改变电路各参数,采用数值仿真的方法来分析了转换器的分岔和混沌现象。这对于研究其它DC-DC转换器具有一般意义。在这里采用的是MATLAB软件,并讨论了仿真时一些问题。     

汽车减振器阻尼特性的仿真分析

采用系统仿真方法及MATLAB软件,建立汽车减振器的详细模型,并进行仿真研究。模型能反映减振器的详细物理结构,如考虑油液特性影响、阀片刚度影响、摩擦力影响等。模型经试验校验/阻尼特性计算精度达90%,模型精度能满足实际工程问题的需要。经二次开发形成一套能进行参数化自动建模和仿真分析的软件系统,最终在汽车减振器设计过程中形成一套阻尼特性研究的系统完整的方法。     

基于MATLAB的直升机飞行控制系统建模与仿真

介绍了基于MATLAB6.5开发的某型直升机飞行控制系统仿真软件包,讲述了系统的各单元的数学模型及系统仿真的实现。在某型直升机飞行控制系统的设计过程中,本软件取得了较好的效果,对控制律的设计及验证发挥了较好的作用。     

无人侦察机实时仿真系统

无人侦察机实时仿真系统用于进行地面控制站的模拟训练。衡量模拟训练仿真系统优劣的重要指标是模拟的真实性，技术核心是飞行控制系统仿真和视景仿真实现方法的运用。利用MATLAB/SIMULINK环境对已知的飞行控制系统进行仿真，通过实际飞行数据对仿真结果进行最小二乘曲线拟合，修正飞行参数方程，实现模拟飞行的真实性；介绍了贴近真实场景的视景仿真方案的选择。仿真系统具有重要的理论价值和应用价值，为无人机模拟训练系统开发提供了借鉴思路。     

基于SIMULINK的现代通信系统仿真分析

以Simulink为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，以常用的DPCM（Differential Pulse Code Modulation）和PCM（Pulse—Code Modulation）数字电话通信系统为例，对这两种通信系统进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析，重点对DPCM与PCM进行了误差分析和比较，并且对差错不可控以及频带利用率不高的缺点加入了纠错编码和复用技术并对其进行了仿真。通过系统的仿真与分析可以看出Simulink在系统建模和仿真中的巨大优势，根据仿真结果分析系统性能，并且找出最优的系统配置方案。     

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。