基于双伺服电机的电动助力转向器硬件在环仿真试验平台

针对传统汽车转向系统建模仿真方法精度不高的问题,在深入研究二自由度整车动力学模型和轮胎模型的基础上,设计开发了一套基于双伺服电机加载的电动助力转向器（EPS）硬件在环仿真试验平台.EPS总成输入端可以选择方向盘手动加载或伺服电机自动加载,输出端则根据整车动力学模型和轮胎模型在当前方向盘转角及实车运行参数下的求解结果,由输出端伺服电机动态模拟实际汽车转向阻力矩,并通过检测关键信号指导调试与检验EPS系统性能.实际应用表明,该试验平台实时性、可靠性好,仿真试验精度高,能对EPS关键性能参数进行准确把握,非常适合于EPS系统的研发、测试及性能评价.     

排爆作业机器人嵌入式半物理仿真系统

针对排爆机器人的作业需求,开发了一套由嵌入式系统及3D仿真平台组成的半物理仿真系统,对排爆机器人的典型操作任务——危险物探测、爆炸物处理等任务进行仿真实验.采用单片机开发排爆机器人的嵌入式控制系统,运行实际的轨迹规划与控制算法,并按真实的时序产生控制指令;采用VC和OSG软件开发3D实时仿真平台,该平台由动力学模型、系统3D几何模型、双目相机模型、传感器模型等组成,在一台PC机上运行;将嵌入式控制系统与3D仿真平台集成,进行典型工况的闭环控制仿真.仿真结果表明了该系统的有效性.     

船用柴油机电控系统半物理仿真平台开发研究

为了对电控系统功能、性能测试和验证,建立了基于平均值原理的16V396TE94船用增压柴油机的数学模型,并且基于Tesis DYNAware软件,建立了增压柴油机多控制需求的参数化仿真模型和动力传动系统仿真模型.利用所建立的仿真模型和dSPACE硬件平台构成虚拟柴油机,与接口设备、真实的柴油机电控系统和执行器相连接,组成半物理实时仿真试验平台.利用该平台进行了起动、调速、相继增压控制等功能与性能仿真,并将仿真结果与配机实验值进行了比较,结果吻合度达到90%,并且特性趋势完全一致.结果表明该仿真系统精度高、实时性好,能够满足电控系统功能及性能测试要求.     

汽车ABS性能测试系统仿真分析

以汽车制动性能评价指标与检测标准为基础,以LabVIEW为设计平台,对汽车ABS制动性能测试系统进行硬软件设计。最后,对测试系统进行虚拟仿真,验证所设计测试系统的正确性和合理性。     

硬件在环汽车驾驶模拟器系统开发

为提高硬件在环仿真过程中实时监控的精度,本文基于xPC Target实时仿真实验平台,开发了硬件在环汽车驾驶模拟器系统。采用Matlab/Simulink软件,对车辆参数和道路环境等进行配置,搭建仿真模型,同时结合转向盘转角传感器、制动/油门踏板传感器和数据采集卡等硬件设备,实现外部硬件对虚拟车辆运动的控制,完成相关硬件在环仿真实验。以某型轿车为例,在平坦标准道路上的转向性能进行模拟,对驾驶模拟器系统的性能进行测试。实验结果表明,该系统的实时性和精度满足汽车动力学仿真实验的要求,为研究和开发驾驶辅助系统提供了实验平台,具有广阔的应用前景。     

基于MATLAB的汽车ABS制动动态模型的仿真研究

在汽车动力学的研究中,对研究对象进行数学建模是一种非常普遍的方法.而在此基础上发展起来的动态仿真技术则是进行汽车性能研究的一种行之有效的手段.文中结合逻辑门限控制的方法,建立汽车ABS制动过程的动态数学模型,包括整车、制动器、轮胎以及控制器4个子模型.用Matlab对所建立的数学模型编制仿真程序.通过对制动过程的模拟仿真,探讨不同因素对ABS性能的影响,为汽车制动系统的设计开发提供参考.     

基于MATLAB/RTW的车载无刷直流电机调速系统代码自动生成

介绍了一种根据系统仿真模型自动生成嵌入式C代码的嵌入式系统设计方法.结合基于英飞凌C164CI微控制器的车载无刷直流电机调速系统的开发,详细说明了使用MATLAB/RTW(实时代码工作空间)工具集将系统仿真模型自动转换为嵌入式系统C代码并编译下载到微控制器中运行的方法.还对仿真和实验数据进行了比较分析.结果表明,系统实际运行结果与仿真结果之间具有很高的相似性,从而验证了自动生成代码的正确性和可靠性.     

基于CAN总线的汽车监控仿真系统

从实际应用出发,以CAN2．0B协议规范为基准,设计并实现基于CAN总线的汽车监控仿真系统。完成了仿真系统的全部硬件和软件的设计及实现。在此基础上,将仿真系统应用于实际车辆中,通过仿真系统监测并采集车辆中多种CAN总线上的数据流并进行分析。利用平台测试、CANOE测试、实车测试等多种手段验证了系统性能。仿真系统必须拥有良好的安全性、灵活性、可靠性和稳定性。     

预连接工艺对壁板动态特性的影响分析

针对预连接对壁板动态性能影响的问题,提出描述壁板预装配后动态性能的刚度评价指标.为了确定预连接分布,将预连接结构等效为多自由度的弹簧-质量系统,建立壁板预连接分布优化模型并提取相应刚度信息,以刚度指标最大为优化目标,应用遗传算法进行求解计算.构建蒙皮-长桁的壁板仿真模型,将不同预连接分布映射至壁板仿真模型上,利用低阶固有频率的变化验证以刚度为指标的优化方法的正确性.设计壁板动态特性测试实验,与不同预连接分布下提取的仿真频率进行比较,证明了壁板仿真模型的有效性.通过仿真与实验,表明刚度指标的有效性,为进一步研究预连接分布对壁板加工性能影响研究奠定基础.     

六自由度运动平台汽车驾驶模拟器临场感研究与开发

搭建了汽车驾驶模拟器运动平台,采用先进的视景仿真软件OpenGVS SDK和MultiGen Creator,并结合面向对象技术设计与开发了汽车驾驶模拟器大规模真实感视景系统,动画频率能达到60帧/s.采用六自由度运动平台为驾驶学员提供了在坡路、颠簸路面等以及车辆加减速、转向、侧滑时的运动临场感.测试结果表明,所建立的汽车驾驶模拟器系统能够满足汽车驾驶培训的要求,并且具有良好的真实沉浸感.     

线控转向汽车直流电机的故障诊断与容错控制

针对线控转向汽车容错控制研究的需要,建立了线控转向系统的直流电机模型.根据电机模型,用最小二乘法离线辨识相应的参数值,再以自适应渐消卡尔曼滤波技术为基础,在线估计相应参数,通过二者的残差,实现电机的故障诊断与容错控制.并在以上的研究基础上,对提出的故障诊断与容错控制方法进行了实车试验验证,结果表明:该方法可应用于线控转...     

基于K滤波的自适应模糊Backstepping容错控制

针对一类不满足匹配条件的状态不可测非线性不确定故障系统,研究了一种自适应模糊输出反馈容错控制器的设计方法。设计中,利用模糊逻辑系统在线逼近系统的故障函数,使用K滤波技术,并结合Backstepping和模设计原理,建立了一种新的自适应模糊输出反馈容错控制方法。证明了所提出的自适应模糊容错控制方法能够保证闭环系统所有信号是半全局一致有界的,且跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内。仿真结果验证了该方法的有效性。     

永磁同步电机驱动系统电流传感器容错控制

为实现永磁同步电机矢量控制系统中电流传感器的故障诊断及其容错控制,确保系统的安全性,基于矢量旋转的概念提出一种新颖的故障诊断及容错控制方法. 建立3个不同轴定向的坐标系,将坐标系下α轴定子电流分量的指令值和测量值比较,判断3个电流传感器的故障信息;基于Lyapunov稳定性定理设计自适应反推观测器进行电流估计;根据3个坐标系设计逻辑判断机制,故障发生时以恰当的估计电流取代测量电流进行反馈以重构系统,保证电机在故障发生时稳定运行. 仿真和实验结果证明：该策略能够有效实现永磁同步电机驱动系统中三相电流传感器的故障诊断、准确判断故障相,在重构电流过程中,αβ坐标系电流分量的选取正确而稳定,测量电流与估计电流的不同组合能够保持较高性能,维持系统的稳定性,具有较高的可行性和可靠性.     

基于容错逆变器的永磁同步电机直接转矩控制

提出一种具有容错能力的最小开关逆变器，对采用该容错逆变器取代常规六开关逆变器的永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统进行了深入研究.当容错逆变器的开关器件发生故障或电机发生故障时，此逆变器可重构为2种四开关逆变器.进一步建立了四开关逆变器的模型，提出了针对故障隔离后四开关逆变器供电的PMSM系统的新型DTC策略.对正常及故障状态下容错逆变器供电的PMSM DTC系统进行了仿真研究和实验验证.结果表明，基于容错逆变器的PMSM系统在故障状态下采用新型逆变器拓扑结构以及新型DTC策略后，可持续稳定运行，并保持了良好的动态性能.     

基于双CPU的便携式故障诊断仪的设计与开发

针对中小型应用场合,将故障诊断技术与嵌入式技术相结合,开发了基于双CPU的便携式故障诊断仪。首先介绍了系统的硬件结构和软件设计,重点描述了硬件的双CPU结构和通信软件机制。实验结果证明,基于双CPU的便携式故障诊断仪性能稳定、成本低,集采集存储、分析和通信等功能于一体,可以广泛应用于各种设备的监测和诊断中。     

过程控制系统中的容错技术

火力发电厂过程控制系统的可靠性随着机组容量的扩大其要求越来越高，将容错技术应用到过程控制系统，使得系统的可靠性有了很大的提高。文中简明扼要地分析了容错技术的特点和实现的方法，并对容错、冗余技术性能进行了比较，引用实例讨论了容错技术在分散控制系统中的应用。     

容错技术与自动变速控制

自动变速控制是一项工作可靠性要求较高的控制系统,该系统在软硬件上使用了控制系统中的容错技术,如传感器容错技术、ECU容错技术等,使系统能够自动恢复正常运行,提高自动变速系统的可靠性和安全性.     

AMT-Fault-Diagnosis Device Based on ISO 15765

To debug automatic mechanical transmission (AMT) more quickly and accurately, an AMT-fault-diagnosis device is designed based on the ISO 15765 protocol, which adopts the flow control mechanism and has off-line diagnostics function. Requirements for the device are analyzed and diagnostic trouble code (DTC) is defined. Electrically controlled hardware with graphics display function and fault diagnostic software flowchart are designed based on the electronic control hydraulic AMT system. Bench and vehicle driving tests showethat the AMT-fault-diagnosis device can read and delete the fault message successfully with a stable performance.     

基于FPGA的精确时钟同步方法

为实现分布式系统高精度同步数据采集和控制的实时性要求，提出了一种基于工业以太网的分布式控制系统时钟硬件同步方法.基于高速数字逻辑硬件方法解析IEEE1588时间同步协议，采用硬件描述语言（VHDL）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）设计时间戳截获、晶振频率补偿、时钟同步算法等模块，为嵌入式实时控制系统构架高精度的硬件时钟同步方案，该方法解决了传统的基于嵌入式软件的时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.对基于工业以太网的分布式控制系统进行了动态测试验证，实际测试数据表明系统各节点达到了亚微秒级的时钟同步精度，长期运行结果验证了系统同步精度的稳定性.     

一类含有传感器故障的网络化系统容错估计

针对一类具有传感器故障的闭环网络化系统,推导了一种新的容错估计方法。闭环网络化系统意味着在传感器到估计器信道和控制器到执行器信道中,都可能存在由网络引起的随机延迟和数据包丢失。由两组随机变量单独驱动的指示函数用来表征两个通道中网络化所产生的影响。在考虑存在传感器故障的情况下,设计状态估计器。为处理闭环网络化系统中存在的传感器故障,开发了一种无偏最小方差容错估计器。最后,在一个实际的网络化永磁同步电机驱动系统上进行的仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。