燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台研究

由于燃料电池汽车的新颖性和复杂性，仿真测试是整车控制器初期开发的一种很有效的方法。首先建立了反映其主要特性的燃料电池汽车实时仿真模型和PI调节器型驾驶员模型，然后基于Matlab实时仿真环境xPC、RTW和Matlab GUI功能，并配合通讯卡底层软件的开发、信号调理装置硬件设计和整车通讯协议的制定，系统地实现了燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台。利用该平台可以对整车控制器硬件电气特性、底层软件平台和控制算法等进行测试。     

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。     

基于小波神经网络的自适应逆控制及其应用

神经网络控制特别适用于具有非线性和不确定性因素的系统。采用小波神经网络(WNN)对飞行仿真转台的直流伺服系统进行实时辨识,得到其逆模型。然后将这一训练后的网络作为前馈控制器与常规反馈控制器结合构成并行自适应逆控制器,控制转台跟踪指定的速度和位置轨线。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于xPC的无人机飞行控制系统的快速原型设计

介绍了一种新的基于xPC的无人机飞行控制系统的快速原型设计方法,分析了设计中需要解决的关键技术,解决如何设计自主硬件的驱动程序,解决如何将设计生成的实时代码嵌入到现有的飞控系统硬件中,并能达到工程应用.构建了基于Simulink的飞行控制系统模型,通过Matlab/RTW自动生成可执行实时代码、在线调整模型参数和监视仿真数据.最后提供了半物理实时仿真平台设计方案,作为设计的验证手段.     

基于模糊自适应PID的伺服系统控制

以飞行仿真转台伺服系统为研究对象,设计了一种带比例因子的模糊自适应PID控制器,通过误差和误差变化率在线模糊推理并调整比例因子和PID控制器的修正值.通过引入积分分离控制方法,在保证系统动态性能的前提下,一定程度上克服了模糊控制方法无法消除静差的缺点,也满足转台控制的实时性要求.仿真实验结果表明,该方法与传统PID控制相比,能够有效提高转台伺服系统的动态性能和鲁棒稳定性.     

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.     

三轴虚拟转台的仿真平台设计与实现

针对三轴虚拟仿真转台系统中的仿真平台单元，结合虚拟现实与可视化技术、数据库和网络等技术，并通过VC 软件开发平台和软件组件设计思想，提出并建立起三轴虚拟转台的仿真平台软件系统(VFMS—SP)。仿真平台软件系统的实现，除了可为三轴真实转台系统提供性能预研的开发平台外；它还可用于转台集散控制系统中，作为实时显示真实转台运动及其仿真结果分析的一个子终端。     

基于双目云台相机的目标跟踪系统建模与仿真

对双目云台相机目标跟踪系统的各个环节建立数学模型。采用扩展Kalman滤波(Extended Kalman Filter,EKF)作为定位跟踪算法,利用双目云台相机在水平方向、垂直方向转动角及其相对位置估计出目标实时位置;针对云台相机建模过程中相机外部参数随云台旋转发生变化的问题,提出一种云台相机实时标定方法;利用云台相机模型将目标估计位置投影到相机图像平面,提取出目标的图像特征作为视觉伺服系统的反馈信息控制云台旋转跟踪目标轨迹。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,仿真结果证实了方案的可行性和有效性,为视觉伺服控制器进一步设计提供了仿真平台。     

基于Simulink的车载"动中通"伺服系统的仿真研究

在分析“动中通”伺服系统关键技术即天线稳定与波束跟踪的基础上,引入了实际行车时可能会遇到的阴影问题。给出了一种把天线稳定和波束跟踪相结合的方法,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,进行了“动中通”伺服系统的仿真研究,并给出了仿真结果。仿真结果表明该方法不仅具有有效性,而且对于误差的修正时间也比较短,还能克服阴影带来的问题,对“动中通”伺服系统的研究设计具有实际意义。     

基于xPC的小卫星半物理仿真验证平台

介绍了小卫星控制系统地面半物理仿真验证平台的系统软硬件设计,并进行了姿态控制系统仿真验证.xPC实时仿真机作为平台核心,在气浮台上与星载计算机、敏感器、执行机构等实物组成闭环控制回路.引入数据库系统对仿真数据统一管理,联合地面显示终端实现了仿真数据的可视化及仿真过程的回放.利用建立的实时仿真系统,进行了卫星三轴姿态控制半物理仿真,结果表明本仿真验证平台系统软硬件结构的正确性.     

液压设备虚拟样机设计平台研究

分析虚拟样机技术在液压设备设计中应用的可行性,开发出基于SolidEdge、Ansys、Matlab、Access等功能软件,能完成元件选型、二维系统原理图和工程图、三维模型图设计、辅助装配、性能仿真、三维虚拟产品网络发布等功能的液压设备虚拟样机设计平台软件,并将其应用于攀枝花钢铁集团公司液压中心柱塞式伺服液压缸试验系统设计,结果表明该平台软件能有效缩短开发周期、提高设计质量。     

基于ADAMS主动悬架的液压伺服系统设计

基于ADAMS/View,建立了考虑悬架运动学特性的非线性因素的1/4汽车悬架模型,并运用ADAMS/Hydraulic模块,建立了考虑液压元件的非线性特性的液压伺服控制系统,设计了液压伺服控制的主动悬架。以模拟路面和阶跃输入作为激励,采用PID反馈控制,且与被动悬架进行比较。仿真结果表明,该方法设计控制的主动悬架,其车身垂直加速度、悬架变形和车轮动载荷都明显降低。     

50MN自由锻造水压机电液伺服控制系统建模仿真

大型锻造水压机的电液伺服控制系统的可靠性和鲁棒性直接影响着水压机的使用、人身安全和锻件质量。针对50MN自由锻造水压机负载的不确定性,建立其电液位置伺服系统的数学模型,设计出动态鲁棒补偿器并结合传统的PID控制方法,利用MATLAB/SIMULINK软件仿真,结果表明动态鲁棒补偿器在水压机电液伺服系统中的应用很好地抑制了外负载干扰,提高了电液控制系统精度和稳定性。     

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。     

空间光通信卫星平台振动实时模拟

根据SILEX和Landsat平台振动功率谱设计滤波器的幅频响应,通过滤波器对高斯白噪声进行滤波来模拟生成平台振动信号。用Matlab的Real-Time Windows Target把滤波器的Simulink仿真模型转换为实时程序。把程序模拟生成的方位和俯仰振动信号分别输出给两个正交放置的摆镜,通过摆镜的摆动来模拟平台振动对激光束光轴方向的影响。通过使用CCD对激光光斑脱靶量进行实时检测并分析脱靶量功率谱,验证了模拟结果的可信度。     

基于组件的数字图像处理仿真系统的设计与实现

提出了一种以组件技术构架的基于Internet的数字图像处理仿真系统模型。该模型采用基于Java的组件对象技术,提高了开发效率,实现了软件重用,使得系统易于维护和扩充,并通过CORBA技术来实现Java与Matlab之间的无缝联接,大大提高了系统的仿真能力。该系统客户端用Java语言实现,具有与平台无关,安全,健壮等内在特点,能够实现仿真流程的动态定制、仿真试验的保存,以及用户添加新的算法组件等功能。服务器端以Matlab为计算后台,提高了算法组件开发的效率和正确性。     

QFT control based on zero phase error compensation for flight simulator

To improve the robustness of high-precision servo systems, quantitative feedback theory (QFT) which aims to achieve a desired robust design over a specified region of plant uncertainty is proposed. The robust design problem can be solved using QFT but it fails to guarantee a high precision tracking. This problem is solved by a robust digital QFT control scheme based on zero phase error (ZPE) feed forward compensation. This scheme consists of two parts: a QFT controller in the closed-loop system and a ZPE feed-forward compensator. Digital QFT controller is designed to overcome the uncertainties in the system. Digital ZPE feed forward controller is used to improve the tracking precision. Simulation and real-time examples for flight simulator servo system indicate that this control scheme can guarantee both high robust performance and high position tracking precision.     

基于LS-SVM的电液位置伺服系统多故障诊断

利用最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machines,LS-SVM）,设计了一个电液位置伺服闭环控制系统的多故障诊断系统。利用系统的可测参量,建立了基于LS-SVM的电液位置伺服系统的全局故障检测模型和局部故障检测模型。在仿真过程中发现,此方法的诊断准确度高,适用于闭环系统的单故障及多故障的检测及定位,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于LabVIEW的浮船坞配载实时控制与仿真

对浮船坞配载实时控制的算法进行了研究,并基于LabVIEW软件平台建立了浮船坞配载实时控制与仿真系统。首先介绍整个系统的构成及各个模块之间的数据传递过程,然后以分段上坞模拟模块和调水决策模块为例详细说明系统的优化模型和实现方法。该系统调用Matlab进行配载和调水决策过程的优化计算,利用LabVIEW自身计算功能配合Matlab完成调水仿真过程的计算。以船舶结构分段上坞过程为例对系统的工作流程进行说明。仿真结果表明,提出的优化模型和算法,运算结果合理,开发的仿真系统界面简明清晰、实用可靠。     

动态伺服系统改进对角回归网络跟踪控制

将对角回归神经网络(DRNN)和径向基函数网络(RBF)相结合,提出一种改进对角回归神经网络结构(IDRNN),使其既有局部逼近的优点,又具有动态网络的特性.推导了权值更新算法.针对转台动态伺服系统,设计了基于该网络的复合跟踪控制器,该控制器由辨识器、前馈控制器和反馈控制器组成,直接将辨识器的拷贝作为前馈控制器.对两种典型动态伺服系统的仿真结果表明,改进DRNN控制器能够进一步提高系统的动态跟踪能力,且敛速度快,计算量小,更适合实时控制.