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。     

基于MATLAB的卫星姿态控制半物理实时仿真平台

介绍了利用MATLAB的实时工具箱RTW和xPC Target，建立包括一台宿主机和两台目标机的卫星姿态控制系统半物理实时仿真平台的方法。系统仿真结果表明实时仿真结果与数学仿真结果基本一致，仿真系统实时性符合要求。该平台不但适用于系统的全数字实时仿真，扩展相应的硬件后还可用于卫星姿态控制系统的半物理实时仿真。     

卫星半物理仿真系统实时接口研究与实现

本文介绍了卫星半物理仿真系统的组成及实时接口方案设计，给出了其硬件设计技术及软件设计技术，提出了采用以太网将各种数据采集计算机及数据处理计算机联在一起的设计方案，并进行了可靠性分析。     

小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统

针对小卫星采用一体化设计、模块化集成的方法,选择国际上先进的仿真技术,在单轴气浮转台和AC104实时仿真器硬件基础上,设计并建立了“小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统”的数学仿真和半物理仿真两个平台,该系统在方案设计阶段用于对总体方案进行优化,仿真与评价;在研制阶段为部件和分系统提供系统的验证和验收手段,在测试和运用阶段用于系统的故障诊断、故障隔离和对策研究等。     

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.     

卫星仿真中心及主要设备—多转台和多执行机半物理仿真方法

本文首先介绍卫星仿真中心组成和功能,它包括数学,半物理和全物理仿真,其次论述卫星系统仿真中心主要设备技术性能、最后讨论多转台和多执行机构半物理仿真方法与卫星仿真实验。     

基于Matlab/xPC的车载组合导航半实物仿真平台

利用Matlab的RTW工具箱和xPC目标,建立一台宿主机和两台目标机的系统结构,设计并实现了车载INS/GPS/里程计组合导航半实物仿真平台.该平台包括车辆运动模拟子系统和组合导航子系统两部分,两个目标机分别控制两个子系统.车辆运动模拟子系统通过二自由度运动实验台模拟车辆的平动和转动,仿真车辆运动状态;组合导航子系统在仿真的车辆运动环境下实现1NS/GPS/里程计的组合导航.车载组合导航平台能够用于组合导航软件的开发与测试,可以节约研究成本,加快开发周期.     

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。     

基于MATLAB的卫星导航信号仿真和验证平台

提出了一种GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的软件实现方法,给出了基于MATLAB软件的GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的体系架构,详细描述了卫星导航信号仿真和验证平台主要模块的功能,并给出了实现方法.仿真结果和接收机定位结果验证了基于MATLAB的GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的有效性.     

船舶运动半物理仿真系统

从加快船舶运动控制器样机的研制周期、降低成本、提高效率出发，提出了一种新颖的船舶运动半物理仿真系统。介绍了系统的组成、结构和各模块的功能及特点。叙述了系统的实现方法和相关性能指标，利用所研制的船舶运动半物理仿真系统，可方便地在实验室内对船舶航向、船迹、减摇和避碰等船舶控制系统进行半物理仿真研究，为船舶运动控制器系统样机的研制提供了方便。试验表明所研制的船舶运动半物理仿真系统满足了规定的性能指标，达到了预期的目的。     

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。     

基于虚拟集成技术的ESP硬件在环仿真

针对汽车电子稳定性控制系统的开发,提出了集成ADAMS/Car的整车虚拟样机、MATLAB/Simulink的虚拟控制器和LabVIEW的测控平台的汽车电子稳定性控制的硬件在环仿真方法（VCHIL）,阐述了该方法的实现原理,讨论了基于虚拟集成技术的硬件在环仿真系统的组成及其相互关系,并以此为向导,研制了汽车电子稳定程序（ESP）的硬件在环仿真实验平台,并进行了实验验证。

Abstract：

Aiming at the development of ESP system,hardware-in-loop simulation method based on virtual cross technology （VCHIL）,which combined virtual modal by ADAMS/CAR,virtual controller by MATLAB/Simulink and LabVIEW platform,was addressed.The realization principle of the method was introduced.The structure and relation between parts of hardware-in-loop simulation system based on virtual cross technology were discussed,and according to these,the hardware-in-loop simulation testing platform was developed.Test on this platform was performed and the results were analyzed and compared.     

硬件在环仿真试验台监控系统的设计与开发

针对基于xPC的硬件在环仿真系统,研究了Matlab GUI监控软件的相关开发技术,以解决时钟驱动模式下,数据更新速率慢、显示停顿的问题。在设计监控系统模块化方案的基础上,利用ActiveX控件技术建立虚拟仪表交互界面,提出S函数驱动GUI界面的实时显示方法,实现仿真数据的动态显示。试验台的使用表明,开发的监控系统具有良好的人机交互功能,对仿真数据的采集频率可达100Hz,虚拟仪表的更新速率超过20Hz,数据传输及显示过程耗时小于21毫秒,满足实时监控的要求。     

基于xPC的PMSM控制系统虚拟测试技术研究

全数字化永磁同步电动机(PMSM)控制系统有着数模混合控制无法比拟的优点,硬件电路简单可靠,且可以实现复杂控制算法提高控制性能。但数字控制器中的数字信号无法直接用示波器观察,为了解决这一问题,提出了基于xPC的虚拟测试技术实现PMSM控制系统的实时测试,测试系统采用TCP/IP网络通讯协议和CAN总线协议传输数据。试验表明,该方法能够彻底的解决全数字化PMSM控制系统信号实时测试的难题。     

混合式微小卫星编队飞行控制仿真系统设计

提出了一种混合式的微小卫星编队飞行控制仿真系统。该系统由三个节点组成,即两个模拟卫星和一个控制中心,节点之间通过星间网络进行数据交换。模拟卫星由星上计算机和各种星上敏感器和模拟执行器构成。星上计算机接收星上敏感器的物理输出,并经过星地转换模型对传感器数据进行修正。在一定的控制策略下,卫星控制模型进行计算产生控制输出,控制输出在控制界面上进行显示,并同时作用于传感器修正模块,实现系统的闭环控制。控制中心主要提供强大的计算功能,也可以单独构成一颗数字卫星。在这个控制仿真系统中,能够进行多种控制策略的仿真,包括双星主从控制、双星协同控制、三星主从控制、三星协同控制以及单星失效模式等。