Matlab代码在PLC控制系统中的实现方法研究

在控制系统设计与工程实现中,控制律的理论仿真和仿真成果的工程实现具有重要的理论研究意义和工程实现价值。如何将仿真的算法更快更方便工程实现,基于此目的提出了一种将Matlab仿真控制律代码应用于PLC控制系统的实现方法,通过采用Simulink PLC Coder技术自动生成符合IEC61131-3标准的结构化文本,进而编译成PLC能通过的SCL语言,来达到Matlab/Simulink中的复杂高级算法在PLC中的实现。为PLC更复杂的算法的编写提供了参考,缩短系统设计与调试时间,对控制律的理论仿真和仿真成果的工程实现具有一定的指导作用。     

基于Matlab/Simulink的TMS320F2812代码开发

TMS320F2812 DSP是运动控制系统很好的硬件支撑平台,但传统的DSP代码开发周期较长,效率不高。Matlab公司的Embedded Target for TI C2000 DSP可解决上述问题,用户通过使用该模块,不仅可以进行电路的系统级仿真,还可编译生成相应的C语言代码,进行算法的探索与设计思路的验证。文章以三相异步电动机的VVVF结合SVPWM控制算法的开环控制系统为例,给出了Matlab/Simulink平台上DSP代码开发的设计流程。     

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.     

基于VC、Matlab的汽车制动性能联合仿真

利用Visual C＋＋实现图形的绘制、数值计算等方面较为复杂，而Matlab在这方面具有强大的功能，但Matlab不能脱离其编译环境运行，界面编写功能简单，程序的执行效率较低。本文探讨基于VisualC＋＋、Matlab与Matcom联合仿真的问题。利用Matcom可以将Matlab代码准确的翻译为C＋＋代码，充分发挥各自的优势。实现了Visual C＋＋、Matlab与Matcom对汽车制动性能的计算及仿真，利用该方法可大大提高仿真软件的开发效率及计算精度。     

旋转导弹控制器模型设计的半实物仿真

针对使用C语言编写嵌入式软件的工作量大、寄存器配置相对复杂等问题,结合基于模型的设计方法,实现了控制算法从数学模型到嵌入式软件的无缝转化。首先,建立Matlab/Simulink模型,并自动生成代码,然后将该代码加载到控制器硬件中,并将控制器实物接入xPC半实物仿真系统,参与硬件在回路仿真实验。根据xPC半实物仿真结果表明,控制算法的设计,使得旋转导弹能够保持飞行姿态稳定,验证了基于模型设计的优势。在导弹飞控系统设计的初始阶段,将Matlab/Simulink模型嵌入控制器实物中验证,可缩减研发周期,节约经费,提高效率。     

地面方向控制系统半物理仿真研究

介绍了利用Matlab实时工具箱RTW和xPC Target建立飞机地面方向综合控制系统半物理仿真平台的方法;自动生成优化的嵌入式实时仿真代码,在线调整模型参数并监视仿真数据,从而大大减少了软件开发量,缩短了系统开发周期并降低了研发成本;当侧风达到5.5m/s时,仿真结果显示飞机从后轮着地到停止滑跑的时间为32s,刹车距离为852.42m,在该刹车时间内,综合控制系统有效纠偏,且飞机刹车距离及刹车时间均与实际情况符合;该平台不但适用于系统的全数字实时仿真,扩展相应的硬件后还可用于地面方向控制系统的半物理仿真。     

基于Matcom与COM的VC/Matlab混合编程

目前,比较流行的控制系统仿真软件是Matlab.Matlab功能强大,算法标准化,但是效率低.VC代码效率高,执行快,但是提供的数学函数少.为了使VC和Matlab可以充分的发挥出二者各自的优点,大大提高仿真效率,文中详细介绍了两种VC与Matlab混合编程模式,分别是基于Matcom与COM的方法.这两种方法可脱离Matlab运行环境,文中最后比较两种方法的特点,并得出结论基于COM的方法更加通用有效.     

基于Matlab的运动控制系统实验平台设计

针对运动控制系统课程在传统教学中,学生在课程理论知识学习和利用Matlab/Simulink仿真阶段,缺少实际控制单元设计与开发实际工程训练的问题,设计了一个基于Matlab的运动控制系统实验平台,在实验平台使用基于模型设计的方法可实现从仿真测试到实物测试一体化;通过介绍实验平台中的PC端环境配置流程以及实验平台中驱动器的构成给出了实验平台的总体设计方案;说明了实验平台应用基于模型设计的方法实现代码自动生成的流程,并对基于模型设计的开发流程进行了详细的阐述;通过案例永磁同步电机转速、电流双闭环控制系统在实验平台经过模型在环仿真、软件在环仿真、处理器在环仿真,最后到实验平台进行实物测试的流程与实验结果来达到验证实验平台的优点及其可行性和有效性的目的。     

MATLAB环境下控制系统仿真实验的研究

自动控制实验是研究控制系统必不可少的手段,是建立在控制系统模型基础上的过程仿真实验。本文说明了将Matlab仿真引入到自动控制原理教学中的必要性和实用性,且阐述了控制系统仿真实验的主要内容和实现过程。     

基于RTW的单相锁相环控制新方法研究

给出了一种基于DSP TMS320F2812和MATLAB实时代码生成工具(RTW)的单相整流器锁相环控制系统,介绍了MATLAB实时仿真控制系统的搭建过程和实际系统的硬件结构;并在此防控一体化控制平台上,介绍并改进了一种双坐标反馈方法设计锁相环的算法,首先利用Matlab/Simulink工具建立了算法模型,并给出了其仿真结果,结果显示功率因数基本为1;然后将仿真模型转换成实时代码,并将代码烧写到DSP控制实际系统中给出了实验结果,实验结果显示相位差为-2度左右,电流稳定在一定值,与仿真结果吻合,证明了这种由可视化模型生成代码的方法不仅缩短了开发周期,而且提高了系统的能观能控性。     

基于Matlab的航空发动机数控系统控制算法快速开发

为解决航空发动机数控系统中复杂控制算法开发难度大、周期长的问题,提出基于Matlab及其自动代码生成功能进行机载嵌入式控制算法快速开发的方法。针对航空发动机数控系统中常用的DSP和VxWorks实时平台,以典型算法LQR控制器和卡尔曼滤波器为例,分别利用Embedded Matlab和Simulink/RTW进行实时代码开发。解决了其中的代码提取、修改和移植等关键技术问题,实现控制算法跨平台开发的无缝过渡和高效移植。试验表明,提出的航空发动机数控系统控制算法的快速开发方法具有可行性和高效性。     

基于LabVIEW的纯实时仿真方法及应用

针对Matlab仿真不能解决实时性的问题，提出了一种将纯Matlab仿真向纯实时仿真的转换方法。结合一种基于频率特性的PID控制器参数自整定算法的研究，先用Matlab与LabVIEW混合编程仿真来验证LabVIEW程序的可行性；再通过0PC服务器作为中间桥梁实现智能仪表与LabVIEW之间的数据通信，从而使整个程序全部由LabVIEW和智能仪表的实时运算来实现。带延迟的一阶惯性环节为被控对象的闭环仿真与大连交通大学自主开发的嵌入式软件构件集成开发平台验证了该方法的有效性。     

舱温控制系统模型及算法研究

数字式闭环控制在机载机电系统中应用广泛,选取典型的舱温控制系统作为研究对象;在Matlab中使用Simulink搭建系统模型,采用针对纯滞后系统的Smith控制算法进行仿真研究,并根据仿真模型建立系统原型平台,平台包括模型仿真机、仿真目标机以及控制器软件、人机交互界面;仿真结果与现场运行实验结果均表明Smith控制算法可以满足舱体温度系统控制要求,同时通过对闭环数字控制技术的方法和流程进行摸索,掌握了控制律软件设计与实现的快速原型技术,便于后续项目的工程应用。     

Matlab／RTW实时仿真与嵌入式系统开发

给出一种开发嵌入式系统的新方法。主要基于Matlab的RTW（Real—TimeWorkshop）工具箱的代码生成功能,采用Keil作为中间工具,将RTW生成的C语言代码转换为单片机可以运行的HEX文件,并利用Proteus软件进行仿真,以验证代码的正确性,从而快速开发嵌入式系统,并且实现了实时仿真。测试结果验证了该方法的可行性与正确性。     

直升机飞控系统集成仿真平台开发

研究直升机飞行控制系统的设计开发需求,根据系统集成的开发理念,实现VC++开发环境下Matlab/Simulink和三维实时视景仿真软件Vega的综合集成,利用现有成熟软件工具,在一台普通PC机上开发了一个集仿真管理、控制算法设计与优化、三维可视化于一体的直升机飞行控制系统仿真平台,对直升机飞行控制系统的设计开发提供集成平台支持。集成平台可充分满足用户的仿真任务需求,可提高系统开发效率,同时具有通用的集成开发思路对类似系统研制和开发具有一定的参考价值。     

基于ADAMS和Matlab的协同仿真及分析

应用多体动力学仿真软件ADAMS/Control和强大的控制系统仿真软件Matlab/Simulink进行机械系统和控制系统的协同仿真研究。以雷达天线为实例,Matlab中输出的控制力矩为机械模型的输入参数,机械模型的天线仰角和电机转速为输出,形成一个闭环系统。结果表明,利用ADAMS和Matlab进行机械系统和控制系统协同仿真,可以为机电产品的系统动态仿真分析提供有效手段。     

数字直扩接收机中同步环路设计与仿真

同步是扩频通信系统中的一个重要问题。该文详细介绍了直接序列扩频（DSSS）通信系统中，数字科斯塔斯（Costas）环、数字延迟锁定环（DLL）的工作原理和环路中二阶环路滤波器的设计方法，并根据该原理提出了一种新的码环实现方案。使用Matlab对数字直扩接收机进行了仿真。不同环路滤波器参数下环路捕获性能的仿真结果及系统解调误码率证明了该环路滤波器在Costas环和DLL环中的正确性和实用性。其较好地解决了直扩系统中载波和伪码精确同步的问题。该文所设计的数字直扩接收机可有效地应用于CDMA及GPS等系统之中。     

飞艇飞行控制仿真系统设计

随着Matlab/Simulink开发平台在飞行控制研究中的大量应用,飞行控制仿真系统已成为飞行器飞行控制研究的重要手段。介绍了基于模型的飞艇飞行控制仿真系统的工作原理、硬件设计、软件设计,采用一体化设计思想,将仿真系统设计成根据需要可随意扩展的综合性仿真系统。该仿真系统利用Matlab/Simulink平台,搭建飞艇飞行控制相关的各运动及控制模型,在实时通信网络和虚拟视景工作站的支持下,能实现全数字仿真、半物理仿真、人-机交互仿真等实时仿真,可用于飞艇飞行控制系统的方案设计、研制、试验等全开发过程。     

基于模型的虚拟温度传感器设计

针对航空发动机控制系统的半物理仿真过程中实时温度场难以模拟、接口电路的温度通道不能检验等问题,提出了一种基于模型的虚拟温度传感器设计思路。在Matlab/Simulink平台上建立传感器的变时间常数算法模型,使用RTW-EC的自动生成代码工具基于数字信号处理器(DSP)C2000微控制器设计了虚拟温度传感器,进一步结合CCS集成开发环境(IDE)对所生成的温度传感器代码进行了处理器在环(PIL)验证。仿真结果表明:所构建的虚拟传感器能够高精度模拟真实温度传感器的特性,可以满足航空发动机控制系统半物理仿真试验的要求。