基于MATLAB的船舶运动控制实时仿真研究

针对开发船舶运动控制仿真平台的需要,引入了风、流、浪作用下的船舶三自由度非线性运动模型。通过电路设计和MATLAB软件编程开发了船舶运动控制实时仿真平台,输出实际舵角、航向和船位信号,并实现各种海况下的船舶运动模拟。将该仿真平台与航迹自动操舵仪对接,进行了静水、流和海浪条件下的旋回、螺旋、Z形等多项操纵仿真试验,对非线性以及环境干扰对船舶运动的影响进行了分析。试验表明,该平台设计合理,性能可靠,已成功应用于某新型航迹自动舵的开发项目中。     

基于混合智能技术的船舶运动控制仿真研究

将混合智能技术应用于船舶航向控制，对控制器的参数进行离线学习，地其结构、参数与规则权重进行了在线调整，可以在一定程度上解决船舶运动中的不确定性问题，仿真表明该算法是可行的。     

船舶运动控制硬件在环仿真系统的研究

目前众多学者致力于将当前先进的控制理论应用到船舶运动控制领域,但在实际船舶上验证这些先进的控制算法面临很多困难,为此,设计并实现一套船舶运动控制硬件在环仿真系统。该系统包括船舶运动DSP控制器,船舶运动仿真系统,控制与监测系统三部分,对相关硬件电路和软件设计进行了研究。系统测试结果表明该系统性能良好,为在实验室环境下进行船舶运动控制算法研究和船舶运动控制器开发提供了一个有效的测试平台。

Abstract：

Many scholars devote to applying current advanced control theories to the ship motion control.However,there are many difficulties in verifying the performance of the control theories.In the view of this contradiction,a hardware-in-loop simulation system for ship motion control was designed,which includes ship motion controller based on DSP,ship motion simulation system,and control-monitoring system.The relative design of hardware and software was discussed.The simulation results show that the proposed hardware-in-loop simulation system has satisfactory performance and it can provide an effective test platform for the study of the ship motion control theories and the development of the ship motion controller in the laboratory environment.     

船舶运动控制虚拟现实交互式仿真系统

提出并生成一种应用虚拟现实技术,可使仿真过程可视化的船舶运动控制交互式仿真系统。它使研究者可以在实验室环境下更好地研究船舶航向,航迹,减摇等船舶运动控制系统,直接获得系统的动态和静态特性,实现实时跟踪和监控船舶运动控制多种算法的可视化仿真过程。     

基于Simulink的XCP仿真研究

针对NS-2仿真消耗大量运算时间,占用大量存储空间的缺点,利用Simulink构建XCP 的连续模型,并在此基础上构建多个XCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景.对比实验表明,该模型能够真实再现XCP的收敛特性,并且运算时间在秒级,存储空间在KB级.     

基于Simulink的压缩机动力模型及仿真

建立了压缩机动力计算的数学模型,利用Simulink模块完成压缩机动力计算,展示了Simulink在实现动态过程仿真的优越性能.     

三种船舶运动控制仿真系统

船舶运动控制系统有三种仿真模式：一是单机仿真即在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器;二是双机仿真即一台计算机运行船舶运动数学模型,另一台为真实的船舶控制器,控制器通过数字通信接口控制另一台计算机上运行的船舶运动模型,也称为半物理仿真;三是物理仿真即建造一艘按某一水动力学相似准则而缩尺的模型船,在模型船上装上真实的船舶控制器,在水池或海上做船舶运动控制试验。本文介绍大连海事大学轮机工程学院研制的上述三种船舶运动控制仿真系统。     

基于Simulink的再生水补给河流系统仿真模型

针对再生水补给河流问题,建立基于Simulink的仿真模型。考虑点源再生水补给河流的情况,利用河流一维稳态水质模型和再生水自衰减模型,依据混合稀释原理,在Simulink仿真环境下,搭建再生水补给河流系统的仿真模型。当系统性能不满足指标要求时,对其进行校正调节,以控制再生水补给河流后的水质。仿真算例验证了仿真模型的有效性和可靠性。     

基于Simulink的TCP/RED仿真研究

介绍了利用Simulink构造的TCP拥塞控制算法和RED算法的连续模型,以及在此基础上建立起来的多个TCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景。对比实验表明,该模型能够预测稳态时的RED行为,并且只需要很短的运算时间,可以作为大型TCP/RED仿真场景的参数调整工具。     

基于Simulink的小车-倒摆模糊自适应控制系统设计与仿真

运用动力学原理建立了小车—倒摆的仿真模型，并以对象输入输出的测试数据为依据，讨论了Takagi—Sugeno模糊模型的参数辨识，提出了模糊逆模型控制方案，基于此借助Matlab的Simulink设计了小车—倒摆的动态模型及其模糊自适应控制系统。仿真结果证明了本文采用的控制策略的有效性。     

基于Simulink的战损仿真研究

通过对现代信息化战争的特点和高技术武器的特性进行研究,分析了现代作战系统的基本框架,改进了传统的Lanchester作战损耗理论,建立了典型的和具有信息化战争特点的作战损耗模型,使之能够继续适用于现代战争,利用Simulink对所建立的模型进行了仿真分析,仿真结果表明,新的Lanchester作战损耗模型符合现代信息化战争的作战特点.     

基于Simulink的子导弹全弹道仿真

在MATLAB／Simulink环境下，针对子导弹武器系统，应用全弹道建模方法开发了包括运动学与动力学模块、制导与控制系统模块，弹目相对运动模块等组成的仿真系统数学模型，进行了全弹道数字仿真。仿真实验表明，该仿真系统较好的模拟了子导弹的飞行弹道，为子导弹武器系统的开发研制提供了必要的仿真工具。     

基于Simulink的无人机六自由度仿真

加装滑翔增程组件的炸弹气动外形和无人机类似,研究无人机的运动特性将对研究滑翔增程组件起到重要作用。利用Simulink对无人机进行六自由度建模,分析无人机在滑翔过程当中的运动姿态特性,副翼对无人机运动的影响,无人机在风干扰的环境中的运动姿态特性,通过这些分析,可以对炸弹的滑翔增程组件的设计起到至关重要的作用,可为后续的控制、制导、导航研究打下基础。     

基于Simulink的广义执行机构仿真模型库建模

为了提高方案生成后仿真模型的建模效率,建立了基于Simulink的广义执行机构仿真模型库。该模型库将广义执行机构分为执行机构和驱动元件两类,分别建立了支持广义执行机构仿真的执行机构库和以驱动输入分类的驱动元件模型。其中执行机构库使用屏蔽实现了模型接口的封装,同时将每个模型的基本参数定义为变量来表示。设计者可通过直接搜索调用方案解对应的仿真原型或分解和手工合并相关模型文件来快速构建仿真模型。以某船载装置移动机构和惯性振动筛机构的方案设计为例说明了仿真模型库的有效性。     

基于simulink的隧道式微加速度计的仿真与测试

提出了利用Simulink软件包对隧道式加速度计系统进行仿真的方法,给出了系统的仿真模型,对系统进行了常压下和真空环境下的系统仿真,确定了系统的反馈深度范围.同时利用仿真结果指导了系统的反馈电路设计,并对传感器进行了性能测试,结果表明Simulink是仿真的一条有效途径,可为电路设计及分析提供有价值的参考.     

基于Simulink的直升机动力学仿真模型

建立了完整的直升机飞行动力学数值仿真模型。建模时综合考虑了直升机的主要气动力部件的建模以及气动干扰等问题,详细讨论了与主旋翼相关的翼型气动力模型、诱导速度模型和挥舞运动模型的建模方法。基于层次化、模块化的建模原则,整个仿真模型最终在Simulink平台上得到了实现。最后采用算例直升机数据,根据提出的建模方法进行了定直飞行的配平计算和操纵响应分析,仿真结果证明了建模理论和方法的合理性和有效性。     

基于Matlab/Simulink的飞艇全数字仿真系统

对飞艇仿真平台的功能模块进行了的划分和描述,构建了仿真系统的框架.在Matlab/Simulink环境下建立了某千立方米平流层验证飞艇的全数字仿真平台.利用该平台可以进行动力学分析、飞行控制、航迹规划不同的仿真任务,同时模块划分相对独立,有较好的复用性,可作为飞艇类飞行器的通用仿真平台.     

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Simulink的磁悬浮控制系统仿真

在MATLAB/Simulink环境下,对电磁型(EMS)磁浮列车,利用Lagrange方程,结合动力学和电磁学基本理论,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型,给出了采用线性二次最优控制策略的系统仿真模型,分析了影响该系统动态性能的主要因素.仿真结果表明,所提出的方法是对磁悬浮系统建模和控制进行研究的有效途径.     

基于Simulink的液压起升机构仿真研究

探讨了基于Simulink平台的液压起升机构建模与仿真方法。利用Simulink的SimMechaics模块集建立了起升机构的机械模型,采用改进的节流流量模型,基于节点法建模思想建立了易于计算机求解的液压系统模型,根据液压、机械系统的参数关联关系将两个系统模型有机集成起来,得到较为完整的液压起竖机构仿真模型,并给出了仿真结果,对起升机构的性能分析和智能控制算法的应用研究具有实际意义。同时指出,该方法能够实现机械、液压、控制系统仿真模型的有机集成,对复杂机电液一体化系统的仿真与优化研究具有借鉴意义。