20-sim软件在自控课教学中的应用

简要地介绍了由荷兰Twente大学控制工程系研发的商业软件20-sim的主要功能、编程环境和仿真方法。在讨论自控类课程涉及内容广的基础上,提出利用20-sim软件进行建模与仿真.在实例模型中,首先利用20-sim建立了控制系统图标化模型.在此基础上,应用了自动控制技术中的最优状态反馈控制,仿真结果理想的显示了控制效果.由此可见,基于20-sim建模与仿真方法直观简便,为自控类课程的学习与应用提供了新的思路。     

20-sim软件在机电一体化设计中的应用

简要地介绍了由荷兰Twente大学控制工程系研发的商业软件20-sim的主要功能、编程环境和仿真方法.针对涉及多能量域的机电一体化系统,提出利用20-sim软件进行建模与仿真.结果显示,该方法直观简便,为机电一体化系统的设计与应用提供了新的思路.     

基于bond-graphs的机电系统建模和仿真

研究了多领域机电系统的键合图建模方法,在此基础上采用20-sim软件包对直流电机伺服系统进行建模和仿真,设计了LQG控制器。建模和仿真过程表明,键合图法建模简练、实用,是一种理想的多领域机电系统图形建模方法,其参数与物理组件直接相关,可广泛应用于多领域机电系统的建模和仿真。     

液压控制系统建模和仿真方法的研究

利用液压伺服阀频响实验结果建立伺服阀的动态模型，同时采用键合图方法对液压缸进行建模，又利用Simulink工具箱提供的定义子系统和封装的方法，对组成位置伺服控制系统的元件和环节建立了形式统一的仿真模型，在此基础上构建了整个系统的仿真模型并对系统进行了仿真．通过建模和仿真过程说明，与用单一环节建模方法建立的系统模型比较，根据不同元件的频响特性用不同的环节建模方法建立的系统模型容易保证仿真的可靠性；系统仿真模型与用户的良好交互性及本身所具有的通用性，在很大程度上方便了系统仿真模型的构建和仿真的运行．     

面向远程仿真的电阻炉建模研究

实验对象模型的建立是远程仿真系统中极其重要的部分．研究了电阻炉远程仿真与控制实验室系统中远程仿真模块的电阻炉建模方案．分析了远程仿真系统与一般工业过程控制中建模需求的区别．探讨了系统的远程特性赋予建模工作的新的特点．根据实验设备的结构和远程特性设计了建模实验，在尝试并比较了多种建模方案及模型结构之后．提出采用多项式拟合方法获得电阻炉针对远程仿真的二阶模型．为验证仿真模型的有效性．将PID控制典型情况下的实时控制曲线与不同阶次、不同结构模型的仿真曲线进行比较．结果表明，采用多项式拟合方法获得的二阶模型与实时控制曲线最一致．能反映电阻炉控制系统的动态特性．并提出了采用插值方法进一步完善仿真模型的设计方案．     

混杂系统基于诊断键合图的模式跟踪

根据能量守恒定律构建系统的功率表达式,对混杂系统进行模式识别与跟踪.首先对混杂系统进行键合图建模,对系统的每个疑似模式构造其诊断键合图模型并推导功率表达式.通过分析诊断键合图产生的残差,判断混杂系统的当前运行模式.最后利用20-sim键合图仿真软件进行仿真实验,结果表明混杂系统基于诊断键合图的模式跟踪方法具有有效性和可行性.     

键合图理论在PEMFC建模的应用

基于汽车控制系统的实时性要求,控制模型必须在保证准确性的同时具有运算简单的特点.质子交换膜燃料电池（PEMFC）被誉为最有前途的车用燃料电池,对其模型的研究是不可或缺的.本文根据车用实时控制的要求结合PEMFC工作原理,利用键合图方法和20-sim软件,建立PEMFC的稳态模型.通过比较仿真结果与实验结果,验证了模型的...     

基于乘法器的谐波测量方法

提出了一种基于乘法器的谐波测量方法.利用面向键和图的通用仿真软件20-sim对谐波测量方法进行建模仿真.研究表明,运用基于乘法器的谐波测量方法实现谐波测量完全可行,并可得到较高准确度的测量结果.     

基于磁链与转矩特性的开关磁阻电机建模研究

提出了一种开关磁阻电机（SRM）数学建模的新方法．在已知SRM5个特殊位置电感数据的基础上，将傅里叶级数分解和曲线拟合方法运用于磁链模型的建立中，根据虚位移原理计算获得SRM的矩角特性，并将自适应神经网络模糊推理系统（ANFIS）用于矩角模型的建立．基于非线性磁链模型与ANFIS矩角模型，对一台6／4结构的SRM进行了仿真与实验．仿真结果与实验结果基本一致，最大误差不超过5％，从而验证了这种建模方法的正确性．同时，该建模方法还可以进一步应用于SRM的磁链控制和转矩控制中，为工程设计和调试提供依据．     

基于OpenGL的空战三维可视化仿真系统

研究了一种基于OpenGL实现空战三维可视化仿真系统的方法．利用3DSMAX软件构建战斗机的三维模型，并将其转换成OpenGL程序，从而降低了直接利用OpenGL构建复杂模型的难度，减小了建模的工作量．在实现三维动画驱动的同时，还可进行人机交互控制，然后利用OpenGL建立飞行场景的三维模型，最终以三维动画仿真的方式从各个不同的角度来实现飞机起飞、向敌机发射导弹和爆炸的三维视景．结果表明，该三维仿真系统符合虚拟现实的要求，具有较高的应用价值．     

信号完整性分析中时域宏模型结合电路仿真的方法研究

针对电路板互连结构的信号完整性问题，为了提高仿真效率，采用了时域宏模型与电路仿真相结合的混合方法．该方法在全波电磁场（FDTD）仿真的基础上计算了互连结构的端口散射参数（S参数），在将全波仿真结果嵌入电路仿真环境时，以矢量匹配法（VFM）结合有理函数逼近构造网络函数的宏模型，进而导出模型的等效电路．由于VFM很好地解决了随着逼近阶数的增加而出现的矩阵病态问题，同时利用同一组极点及迭代过程完成所有端口间参数的有理函数逼近，因而方便了复杂结构的分割处理与分别建模．实例分析表明，分割处理的建模时间约为整体建模的50％，同时，实例的仿真和S参数的测试对比检验了该混合方法的正确性．     

电子商务物流配送仿真系统的面向对象开发

在对B2C（business to customer）电子商务物流配送系统的特殊性以及该系统仿真的目的与内容进行分析的基础上，应用面向对象软件开发思想，对B2C电子商务物流配送系统进行了实体分析，由此确定了电子商务物流配送仿真系统的主要对象类，介绍了对象建模工作，提出反映对象之间静态关系的静态对象模型以及反映系统运转机制和控制结构的动态对象模型．最后，根据对象建模的结果，进行了详细的对象设计，确定了各主要对象的属性与功能。     

一种有源电路新的分析、仿真方法及软件

首先将运算放大器转换成结构较为简单的等效电路模型,然后建立与等效电路模型相对应的键合图模型,从而得到基于键合图理论的运算放大器等效模型.将该模型应用于较为复杂的有源滤波电路,利用20-sim软件进行了仿真,仿真结果与理论计算结果完全吻合,说明了所建立的运放键合图等效模型的正确性.     

新型三态滞环电流自适应控制策略

在分析与比较传统两态滞环电流控制和三态滞环电流控制的基础上，利用三态滞环电流自适应跟踪控制方法导出了一种新型环宽计算公式；利用Matlab／simulink工具建立了逆变控制系统仿真模型，使用该模型对并网系统电流控制进行了实验仿真．结果证明，该控制方法稳态性能好，实际电流波形理想，电流误差小．     

基于一种改进自适应模糊神经技术的PEMFC系统建模和控制

从质子交换膜燃料电池(PEMFC)实际应用的角度出发，应用自适应模糊神经网络技术对PEMFC系统进行建模与控制．在建模过程中，同时应用实验数据和专家经验对模型进行辨识，使模糊节点具有明确的物理意义和初始参数的选择更加容易．在控制过程中，将训练好的网络模型作为PEMFC控制系统的参考模型，采用自适应神经网络学习算法(ANA)在线对控制器参数进行自适应调整，采用最近邻聚类算法(NCA)对控制器的模糊规则库进行更新．在仿真实验中，将自适应模糊控制算法与PID和传统模糊算法进行比较，结果表明本算法控制性能优良．     

基于20-sim软件的Lorenz混沌系统的追踪控制

介绍了Lorenz混沌系统及所选用的控制器.利用20-sim仿真软件,设计了一个子模块,实现了Lorenz混沌系统对参考信号的追踪及同步.仿真结果证明了该方法的有效性.     

先进制造模式扩散外部影响的建模与分析

针对先进制造模式应用实施过程中的外部影响，从控制模型的视角研究了先进制造模式扩散中外部影响的建模与分析．首先，分析了先进制造模式扩散的外部影响因素，结合先进制造模式扩散的动力学模型，建立了扩散的控制模型；其次，对扩散控制模型的稳定性、能控性及能观性进行分析，给出定性分析的结果；再次，利用极点配置设计了反馈控制器；最后，针对具体的先进制造模式扩散过程，采用Matlab7．1对控制模型进行了仿真，仿真结果与定性分析结果相一致，验证了模型的正确性．     

蓝牙链路管理的系统级SOC设计方法

提出了事务级面向对象的设计流程TLOOF（Transaction Level Object Oriented Framework）,强调高层次的设计和验证,并使用面向对象的Petri网和实时UML相结合的方法,用System C对系统的行为建模．将TLOOF应用于蓝牙芯片的设计中,蓝牙行为模型由链路管理器和链路控制组成,映射为CPU、内存、片上总线、链路控制等体系结构模块．建立了蓝牙链路连接的OOPN模型并描述了事务级模型的类图,完成了系统的仿真．仿真结果表明,该片上系统（SOC）设计方法可以很好地对蓝牙系统建模．     

基于网络污水处理实时仿真与控制

构建了基于网络的污水处理实时仿真与控制系统的硬件平台，采用C＋＋ Builder语言，利用UML建模方法，开发了基于TCP／IP协议系统仿真与控制软件，实现了污水处理系统的实时仿真与控制。以CSTR工艺为例，以ASM No．1模型和二沉池的沉淀模型，在Matlab／Simulink下建立了系统的仿真模型，利用Matlab／xPC Target生成了控制内核，实现了该工艺的仿真和自动控制。运行结果表明：采用厌氧-好氧生物处理的CSTR工艺中的反应池和二沉池，可以实现实时运行控制和实时仿真，并具有良好的扩充性和移植性；证明了利用网络技术对污水处理过程进行实时仿真和实时控制在技术上是可行的。     

WITNESS环境下基于改进型IDEF3方法的离散事件仿真建模

针对WITNESS仿真环境下，复杂离散事件仿真建模过程中出现的大量顺序、并行、同步、冲突及因果依赖等关系，提出采用改进型IDEF3方法进行仿真建模．采用仿真规则与交汇点集成、行为单元与仿真信息数据集成的原则进行建模；同时在IDEF3方法的基础上，建立新的行为单元，达到了仿真单元的可重用和可重构性，大大提高了仿真建模的速度，减少了建模难度．最后，给出了在改进型IDEF3方法下进行离散事件仿真的框架，并在仿真软件WITNESS的基础上，通过实例详细描述了建模过程．