基于隧道效应的振动检测反馈系统设计

针对扫描隧道效应对环境的苛刻要求,旨在设计一种主动隔振系统提高STM工作的稳定性,主要基于隧道效应的原理搭建闭环控制系统,主动适时的响应和补偿振动的干扰.硬件部分包括以DSP为核心的高速精确的测控电路,软件部分解决了数字滤波和PI控制算法在提高控制性能上的关键问题.并利用仿真现象和实验结果进行控制特性和动态响应的分析,证明其良好的实时控制效果.     

基于Matlab的开放式六自由度机器人控制系统研究

针对工业机器人控制系统算法封闭的现状,自主设计了一套基于Matlab的开放式六自由度机器人实时控制系统,采用模块化分布式的控制方式,上、下位机以CAN总线进行实时通信,上位机运用基于模型设计的流程进行机器人控制器的开发;下位机以DSP为主控制器,设计6个机器人关节驱动器.控制系统将机器人正运动学、逆运动学、轨迹规划以及通信算法全都融入其中,并且本开放式平台将系统仿真、研发设计、功能测试等环节都统一在Matlab环境中,提高了开发效率.通过仿真和试验验证,该平台能够较好地控制六自由度机器人,具有实时控制、实时监测的功能,并兼具良好的开放性能.     

基于OPC技术的Simulink在线实时过程控制系统

MATLAB的Simulink是控制算法设计的有力工具,但是通常局限于离线仿真控制研究,难以和实时对象结合起来。WinCC+PLC是典型的实时控制系统,把Simulink用于实时控制具有控制系统研究的直接现实意义。本文介绍了基于OPC技术实现WinCC与Simulink之间的实时通讯的实现方案,并直接调用"OPC Read/Write"功能,在Simulink中搭建控制算法实现对水箱液位的实时控制。     

基于PC机平台的预测控制软件包开发与应用

讨论了基于通常使用的PC机平台的实用预测控制软件的开发,该软件具有系统仿真和实时控制两大功能.系统仿真功能实现了对预测控制系统的综合仿真,包括结构扰动、随机扰动对系统的影响和控制器参数调整的作用等,并可对预测控制的作用机理进行仿真分析.实时控制功能能够实现有约束多变量预测控制算法的在线实施问题.开发并实现了该系统模型辨识与预测、多变量预测控制算法及约束处理等模块,可实现对过程控制对象的实时控制.此外,修改了经典DMC算法的移位阵,使之能够直接控制带有接分环节的不稳定对象.实时控制时,结合系统仿真功能和实时控制功能,首先辨识出模型参数,然后离线仿真,选取理想的控制参数,并将这些参数应用于实时控制中.     

能量存储系统双向变换器控制建模及快速实现

城市轨道交通节能与电压补偿对能量存储系统控制提出较高要求.为快速设计其控制,提高开发效率,利用Simulink/Stateflow建立了基于超级电容的城轨能量存储系统模型来快速开发其控制算法,给出了Stateflow特点分析与优化建议.在简要描述算法模型功能与通过仿真验证算法后,自动生成了适合数字信号处理器(DSP)的嵌入式代码.总结了基于DSP的快速开发流程,给出了加快控制开发迭代措施,对加快双向直流(DC/DC)变换器过渡过程也做了简述.最后,试验验证了生成代码的有效性.此控制快速开发方法同样适用于城轨其他电力电子控制系统,对降低开发难度,加快进度有较好的参考价值.     

基于联合仿真技术车辆有限带宽主动悬架控制系统

叙述了基于联合仿真技术某工程车辆有限带宽主动悬架控制器的设计过程.首先在ADAMS/View软件环境下建立了该工程车辆虚拟样机,并利用实车道路试验数据对其进行了验证;设计了基于联合PID和模糊控制策略的有限带宽主动悬架控制器,并用Matlab/Simulink的S-Function函数模块编制了控制算法以及定义了与ADAMS/View环境下车辆模型数据交换的接口.然后基于ADAMS/View和Matlab/Simulink对设计的控制器进行联合仿真,标定控制器参数直至达到满意控制效果.最后与被动悬架系统进行了对比,结果表明,本文设计的有限带宽主动悬架控制器改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,从而提高了车辆的最大行驶速度.     

基于RTW的实时控制系统参数在线调整

基于RTW的外部模式,实现了实时控制系统的在线参数调整.通过将控制系统的控制算法和参数调整分为两个模块,基于服务器/客户机的通信原理,将参数调整作为客户机的请求,发送给作为服务器实时运行的控制器部分,实现了实时控制系统的在线参数调整.     

轮毂驱动电动汽车差动助力转向控制设计

基于差动助力转向的基本原理及助力特性分析结论,提出一种基于参考转向盘力矩的转向盘力矩直接控制策略,结合抗积分饱和变参数PI(比例-积分)控制算法,开发分布式驱动电动汽车差动助力转向控制器,并进行转向系统参数灵敏度分析和控制系统稳定性分析;设计机械转向系统故障容错策略.Carsim与Simulink联合仿真结果表明:常规工况下,所开发的控制器在保证车辆的操纵稳定性的同时,有效地减小了驾驶员的操纵负担;在机械转向系统故障的换道工况下,所开发的控制器实现了车辆的独立换道,提高了车辆行驶的安全性.     

液压锻造操作机大车行走机构的位置控制系统

建立了600 kN/1 500 kN.m锻造操作机大车行走机构的液压系统数学模型,运用模糊自整定PID控制理论设计了基于电液比例方向阀和液压马达的操作机行走位置控制系统,以减小系统的超调和振荡.通过Matlab/Simulink对控制系统进行仿真,结果表明:基于模糊控制器的系统能够消除响应超调和振荡,且较基于普通PID控制器的系统降低了25%左右的峰值速度,使操作机运行更平稳.基于S7-300 PLC编写操作机控制系统,采用存储器间接寻址的方式实现模糊控制表的在线查询,提高了控制算法的实用性.     

基于dSPACE的水箱液位控制系统

以水箱液位系统为研究对象,基于dSPACE-DS1103单板系统和Matlab/Simulink软件环境,建立了水箱液位系统的实时控制平台。在该平台上,使用dSPACE提供的Real-Time Interface(RTI),通过扩展Matlab的实时工具箱Real-Time Workshop(RTW),实现了从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的自动下载。水箱液位控制系统采用双闭环串级控制,其主调节器分别采用常规PID和单神经元自适应PID控制器进行实验研究。实验结果表明在该实时控制平台上,液位控制系统采用单神经元自适应PID控制器能够获得良好的动态性能,满足对液位的控制要求。     

基于OPC技术的MATLAB实时过程控制系统

使用OPC技术将MATLAB与现场过程设备连接,实现了MATLAB仿真在现场设备的实时控制.通过MATLAB的S imu link实时读取数据和控制设备.利用MATLAB在工程计算方面的强大能力和组态软件在现场实时数据采集和监控系统方面的优势,使MATLAB仿真不再只局限于传统的离线计算和纯数字的仿真,而易于在实际系统上实现先进算法.以单神经元PID算法为例验证了系统的可行性.     

电压型PWM整流器直接功率控制研究

介绍了三相电压型 PWM 整流器直接功率控制(DPC)系统的组成与原理,分析了开关表的形成机理。通过建立基于MATLAB/Simulink 环境下的仿真模型,对系统进行了仿真研究,结果表明 DPC 系统具有良好的动态性能。DPC 系统与现行的电流控制策略相比,无需复杂算法和 PWM 调制模块,可实现高功率因数、低谐波干扰;因此,DPC 系统值得进一步开发和研究。     

基于RTLinux和MATLAB的控制算法快速原型系统

作为MATLAB RTW工具箱的PC硬件平台上的目标仿真集成环境,RTL－Target是一个用于控制算法开发和调试的快速原型系统,它以RTLinux为实时操作系统,能够方便地对Simulink框图表述的控制算法和动力学模型进行高精度的实时仿真,除了可以应用于快速原型系统开发外,还在硬件在环仿真领域具有应用价值。     

基于dSPACE的直流电机PWM实验设计

dSPACE实时仿真系统是一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及测试的工作平台,实现了与MATLAB/Simulink的完全无缝连接。结合dSPACE仿真系统在电机控制系统实验教学中的应用,介绍了基于dSPACE的直流电机PWM实验的设计。实验完成了PWM测试模块的搭建以及基于dSPACE仿真系统的在线测试,实现了PWM的输出及占空比的在线调节,为直流电机的控制实验打下基础。     

电传动履带车辆双侧驱动快速控制原型开发

为引入快速控制原型方法以有效指导电传动履带车辆双侧驱动控制策略开发,推导出不同工况下双侧电机转子轴端转动惯量匹配及阻力矩公式,并提出台架试验方案.在Matlab/Simulink环境下开发了转速调节与转矩调节控制原型模型;依托电传动双路试验台架和dSPACE系统,构建适合电传动履带车辆双侧驱动快速控制原型试验台架.对两类控制策略进行快速完善、验证和比较,获得较优的双侧驱动控制策略原型.结果表明,采用快速控制原型与试验台架相结合的方法可提高控制策略开发效率.     

液压机控制系统的多任务可调度性研究

针对嵌入式控制系统,通过液压机控制系统的设计与仿真,提出了控制与调度协同设计方法。首先,分析液压机控制系统功能和性能需求,研究了实时系统的选择和控制任务划分对嵌入式控制系统性能的影响;接着分析固定优先级算法、单调速率算法、最短时间限优先算法及抖动控制;最后,采用Matllab/Simulink和Truetime工具箱,通过调整任务划分、模型及调度算法等,对液压机控制系统的多任务进行仿真验证。仿真结果表明：可以获得最优的调度算法、任务划分及减小的输出抖动,这证明了控制与调度协同设计方法是有效的。     

基于Quanser的直流调速系统半实物仿真

针对直流调速系统,基于MATLAB/Simulink、Wincon软件环境搭建了实时控制平台。在该平台上,把实际控制对象引入仿真回路,通过Quanser的RTX(Real-Time eXtension)把设计的Simulink控制模块转化成可执行代码并实时地自动下载到Wincon中,在Wincon软件中可以实时观察实验结果。实现了直流调速系统的内模控制,该控制方法设计简单,并且只有一个控制参数,实验结果表明,与传统方法相比内模控制器具有更好的控制性能。     

电压型PWM整流器功率控制策略研究

基于功率控制策略的三相电压型PWM整流器控制系统的组成与原理,通过建立基于MATLAB/Simulink环境下的仿真模型,对系统进行了仿真研究,结果表明DPC系统具有良好的动态性能,并具有结构简单、无PWM调制模块、高功率因数、低谐波干扰等优点。     

转速反馈直流调速系统调节器参数整定

介绍了用Si mulink搭建转速反馈直流调速系统仿真模型的具体过程.针对用传统设计方法进行参数整定的缺点,提出了一种转速反馈直流调速系统参数整定的新方法,即采用＂牛顿二分法＂思想,通过MATLAB/Si mulink进行仿真.最后通过一个具体实例,并采用该新方法实现了调节器的参数整定,验证了该方法相比传统设计方法的优点.