基于分布式仿真系统的实时架构设计

在大型控制系统全生命周期的研发、测试与验证过程中需要应用到分布式仿真平台,通过加载不同阶段不同格式的模型以满足开展联合仿真的试验需求;文章对分布式仿真系统架构进行深入研究,创造性的设计了基于RTX的实时仿真技术和基于反射内存的实时通讯技术的总体架构,设计了实时模型的加载方法,并针对实时通讯性能开展优化设计;文章基于分布式仿真系统的实时架构搭建了一套完整的仿真平台;通过测试节点间时间,1 kB数据单向延迟160 μs以内,满足控制系统实时性要求;本架构在控制系统的全数字、HIL、半实物测试仿真中进行了多轮应用,满足不同控制产品的测试仿真需求.     

水下自航体航姿控制系统的仿真测试

为了全面检测与实时考核水下自航体航姿控制系统的性能参数,确保自航体能够高精度地实现预定的航行轨道,设计了由精密程控交、直流信号源产生自航体水下航行的各种姿态、状态和轨道指令信号,实时测定航姿控制系统输出信号,从而考察其控制性能的计算机仿真测试系统,阐述了系统的组成原理和仿真设计方案。实现了多种信号的实时、高精度定量控制产生功能,航姿、速率、深度和目标角指令的仿真信号分辨率分别达到0.001°、0.002°/s、0.08m和0.02°,解决了六路航姿仿真信号的相位不一致性。经实际应用证明,该系统工作稳定可靠,测试准确,满足实时性要求。     

VMIC和xPC下的分布式实时仿真与测试系统设计

提出了一种基于反射内存网和xPC的分布式半物理实时仿真与测试系统;采用xPC建立实时环境,通过反射内存卡组成实时网络,由AD、DA、DI/O、RS422等板卡组成信号采集与处理系统,来实现控制系统的快速原型化和硬件在回路仿真与测试;详细介绍了系统的功能及分布式布局设计,测试系统设计,xPC环境下S-Function的编写、PCI总线的基本概念以及xPC环境下编写驱动的关键问题,在此基础上实现了测试系统板卡在xPC环境下的驱动开发;最终实现了半物理仿真与测试系统的集成;仿真结果表明,板卡都能稳定工作,系统通讯稳定,数据误差小,具有较强的开放性和参考性。     

基于PC的某大型装备实时仿真系统设计与实现

从仿真计算机开发与某大型装备研制相结合的角度,对仿真模型和仿真系统的基本概念和特点以及基于PC机的控制系统实时仿真技术进行了阐述,并在其系统体系结构、仿真语言、仿真网络等方面进行了讨论,尤其是通用计算机平台仿真应用中的软硬件设计思想和实时网络应用技术.在此基础上对建立某大型装备实时仿真方案的可行性进行了论证,并给出了该装备控制系统基于Matlab/Simulink的实时仿真模型.仿真试验表明,该实时仿真系统有效地解决了控制系统实际设计过程当中的非线性、运行速度与可维护性、减轻繁琐仿真试验等问题,使实时仿真能力真正与型号研制流程相匹配,明显地提高了该控制系统设计调试的效率和精度.     

发动机工况实时仿真测试系统

随着汽车技术的不断发展,发动机电喷系统的结构和控制策略日趋复杂化.详细介绍了基于MC9S12DP256微处理器的电喷汽油发动机工况仿真测试系统原理和方法,系统的组成以及各部分的功能.该系统利用计算机和高性能微机及其接口电路为发动机电子控制单元模拟一个仿真的运行环境.同时,该系统能对发动机ECU运行的相关数据进行测量、记录和分析.实验证明,利用发动机工况实时仿真测试系统进行发动机控制系统的开发能有效地降低开发成本,提高开发效率.     

基于Simulink和C++混合编程的测试系统建模技术研究

介绍了一种基于Simulink和C++混合编程技术的自动飞行控制系统测试系统建模技术及调试方法;基于Simulink搭建飞行仿真模型,通过RTW自动代码生成工具将各仿真模块分别生成嵌入式代码,并集成应用于C++软件设计环境中;通过对时钟的有效设定,实现了基于Windows系统的实时飞行仿真测试系统的设计,仿真软件的最小运算周期为2ms;该技术不仅可以满足自动飞行控制系统飞行仿真试验的实时性要求,并且在软件开放性、接口扩展性、板卡驱动的通用性以及软件设计功能多样性等方面占有较大优势;基于这个技术建立而成的仿真测试系统,某型自动飞行控制计算机已经成功的开展了多轮半物理仿真验证试验,并取得了良好的试验效果,从而为产品的试飞定型奠定了坚实的基础。     

基于dSPACE的混合动力轿车AMT电机控制系统

在开发混合动力轿车电机驱动的AMT(机械式自动变速器,AutomatedManualTransmission)过程中,一项重要的工作就是对选档、换档和离合器驱动电机的调节与控制。文章通过建模工具MATLAB/Simulink建立了电机PID控制算法和控制系统模型;采用DS1401/1501的dSPACE实时仿真环境自动生成控制器实时代码。dSPACE的实时仿真系统具有与被控系统的硬件接口,可以与实际电机系统直接相连。通过这个仿真平台构成实现了AMT的HIL(硬件在回路,HardwareIntheLoop)仿真测试系统。在此基础上分析了电动机的控制方法,最后给出了实验测试结果。该系统已应用于混合动力轿车的开发中。     

基于实时仿真平台直升机系统控制策略研究

直升机飞行控制系统属于典型的多输入-多输出系统,本身具有非线性特性,是控制系统工程中较为复杂的被控对象,设计有效的低成本的直升机的飞行控制系统日益受到重视.本文设计了一种新型的直升机实时仿真系统,利用加拿大Quanser公司开发的三自由度运动仿真平台,基于Matlab的实时工作间进行了飞行控制系统的设计,通过代码自动生成环境产生实时仿真代码,进行仿真实验.本文介绍了系统的组成,建立了系统的数学模型,设计了系统的控制器,并对最优控制策略进行了研究.控制器在传统PID控制方案的基础上采用LQR控制方案.最后经仿真验证可知,LQR控制器可以实现最优控制,该系统控制效果较好.     

地空导弹飞行控制系统的综合仿真测试装置搭建

为实现地空导弹飞行控制系统在方案决策阶段和设计验证阶段的数字仿真,以及产品研制和交付过程中的半实物仿真测试、综合仿真测试等工作,介绍了飞行控制系统组成和分类,并阐述了对其进行相关仿真和测试的必要性。说明了飞行控制系统仿真测试的分类和实现方式,搭建了一种以仿真测试计算机为核心的综合仿真测试装置。该非标设备的硬件平台由综合仿真测试柜、转台及其控制部分组成,其软件架构采用LabVIEW程序语言搭建,实现了计算机自动完成飞行控制系统数字仿真、半实物仿真测试、产品综合仿真测试等功能,并具有测试精度高、重复性好、易操作等优点。经鉴定和验证,该装置能满足技术要求和用户需求,准确反映被测产品的真实状态数据;能自动生成最终的产品交付测试报表,提高产品测试线工作效率。该综合仿真测试装置的实现,对计算机自动控制技术在武器装备生产测试领域中的应用具有一定的推广意义。     

分布交互式实时三维飞行仿真平台的综合设计

针对基于高阶非线性系统数学模型基础上的飞行器控制系统设计难于验证的实际问题,在基于全数字飞机的非线性模型基础上,在分布式局域网的仿真环境下,利用飞行控制律实时算法、面向对象的编程方法、TCP/IP网络通信技术及计算机三维仿真等技术,构建了分布交互式实时三维飞行控制系统仿真平台,研究了该平台的软硬件构成、设计方法及相关的关键技术,并且在网络环境下分别开发了基于增益表和自修复重构的实时仿真算法,成功模拟了飞机在驾驶员在环和全自动飞行的情况,研究结果表明了该仿真平台在飞行仿真训练和教学中的实用性以及验证先进控制律的可移植性.     

基于DeltaV的MIMIC工业仿真系统及应用

为了体现仿真技术在当前化工工业生产过程中所起到的控制系统检测、工艺流程优化、人员能力培养等作用，结合美国Mynah公司推出的MIMIC工业仿真软件，基于DeltaV系统在某德国化工公司的实际项目应用，根据项目中的应用状况，阐述整套仿真系统的功能作用。并运用了该软件的实用性、灵活性和易于使用性等特点，针对某装置中的生产过程，进行相应模型建立，切实体现了仿真技术的优势和所带来的效益，展现了仿真技术在工业应用中的应用前景．     

网络化鱼雷控制系统仿真

传统的鱼雷研发过程需要昂贵的水下试验,数学建模与仿真为开展系统测试和验证提供了一种经济的方法;目前,越来越多的鱼雷电子控制部件采用CAN总线模块,这种基于CAN总线的系统有利于系统部件的更新和功能增加,并使不同任务的重构容易实现;论文提出了网络化鱼雷控制系统半实物仿真平台,描述了鱼雷控制系统网络化互联结构、总线协议和通信管理方法,并进行了控制系统仿真实验;仿真结果表明该仿真平台能够满足网络化鱼雷控制系统性能研究和仿真分析的需求。     

系统仿真及OPC技术在系统调试中的应用

在自动化系统制造或改造过程中,为了能够实现对控制系统软件的充分离线调试,从而能够在软件上线运行前尽可能多地排除控制系统软件中的缺陷,采用系统仿真和过程控制中的对象连接与嵌入(OPC)技术是一个好的选择。通过系统仿真技术,在软PLC中开发必要的控制对象仿真模型,并通过OPC实现与控制系统之间的连接,从而使得控制系统软件能够在虚拟的自动化生产线上进行在线调试和运行,以排除软件缺陷,测试软件性能。     

基于PMAC的受控五杆机构控制系统研究

介绍受控五杆机构的机械系统结构组成,构思受控五杆机构控制系统的工作原理,设计出该系统的友好界面及其数据传输方式,基于PMAC运动控制器的特点,提出运用VC对受控五杆机构试验台上位机控制界面的编程思想和方法,利用PMAC运动控制器的相关技术,实现受控五杆机构控制系统的给定图形、机构设置、仿真校验、程序设定及轨迹校验五大模块及其相应程序.经过试验台的试验测试,获得了满意的控制效果,说明该方法可应用于受控五杆机构的控制系统中.     

大闭环半物理飞行实时仿真系统研究

根据研究课题需要设计了大闭环半物理飞行实时仿真系统。由飞行控制、动力学仿真和视景仿真等分系统组成．基于双余度光传网络高速互连。通过实际仿真测试，验证了容错飞控计算机、光传总线通信协议、两余度作动器等硬件系统的有效性和可行性，并提出该系统的进一步研究方向。     

基于受控时间Petri网的车辆检测过程模型

针对汽车检测线运行效率评估及确保给定数量车辆检测时间最短的问题,通过分析检测过程中的驱动事件和状态演变,给出了车辆调度的约束条件,在此基础上把模型中的时间约束与受控Petri网相结合,提出了受控时间Petri网（Controlled Time Petri Nets）模型,采用该模型对检测线调度过程中的节拍控制与车辆调度进行可视化的建模与分析。实践表明对于多批次车辆检测任务采用该过程模型可明显缩短检测时间。     

基于FPGA 的快速中频自动增益控制系统

为了同时满足系统的动态范围和响应时间的需要,提出了一种基于FPGA 的快速 中频自动增益控制( AGC) 系统。首先进行了计算机仿真,利用Quartus II 对系统AGC 算法进 行了仿真,验证了系统搭建控制模块、达到了60 dB 的动态范围控制。通过逻辑仿真软件的验 证和硬件电路的测试,证明系统响应迅速,控制精度高,并且系统用在实际的雷达接收机中取 得了良好的结果,增大了接收机的动态范围,提高了雷达系统的性能。     

热电池参数测试与控制系统

本文介绍了能实现电控、激活、放电、采样、处理、显示、存储自动化的热电池参数测控系统。该测控系统具有通用化、集成化和柔性化的特点,能完成10多种热电池的性能测试,并能实现测试系统的负载模拟,为实现测试自动化提供了一种可行的方案。     

上海地铁主控制系统半实物仿真与测试研究

主控制系统是上海地铁机车的关键控制设备,产自德国,引进时未购进其离线测试系统.维护一直依靠技术人员的经验判断和装配到机车上在专用试车线运行来进行,效率低且不可靠,急需研发国产测试系统满足地铁运行需求.在对机车主控制系统工作原理的分析以及机车实际运行数据搜集的基础上,采用半实物仿真技术与虚拟仪器技术相结合的方法,建立主控制系统综合测试平台,达到在离线状态下全程模拟机车运行方式,进而实现对主控制系统静、动态特性的全面测试.该综合测试台能极大地提高检修效率,降低检修成本.同时还可以为车辆维修技术人员提供机车仿真运行环境下的培训手段.     

基于LabVIEW的水声遥控系统测试平台的设计

以一种超低功耗水声遥控系统的小批量成品特性测试为基础,设计构建了基于LabVIEW虚拟技术的自动测试平台.模拟实现水声遥控系统的发送端和接收端,包括发送部分的信号产生、编码,以及接收部分的信号放大、滤波、解码、校验等;并结合实际硬件电路完成整个系统的联合测试,对实际电路系统功能进行了验证.