实时嵌入式系统形式化自动验证的研究与应用

实时嵌入式系统的重时间特性决定了在系统设计时需对系统作确定性验证。本文分析了不同的验证方法后认为形式化验证中基于时间自动机的模型检验方法最适用于实时嵌入式系统的分析和验证。在此基础上本文给出了时间自动机的定义和验证性工具UPPAAL的介绍,并对行人优先可控交通灯控制系统实例做了详细的建模、验证分析,结果表明该系统满足预定的各种特性要求。     

基于AMESim对电液控制阀的仿真研究

对电液控制阀进行建模分析,利用AM ESim软件建立电磁铁、电磁先导阀和主阀组成的系统仿真模型,设置参数对系统进行仿真研究,分析仿真结果验证了系统能正常工作并满足性能要求。     

车车通信链路的功能安全性验证及性能测试

短程无线通信技术快速发展,为基于通信的列车控制系统中的列车到列车(Train to train,T2T)通信链路提供了可行性.引入T2T链路将缩短追踪间隔、提高运营效率.形式化方法是一种系统设计技术,使用有严格数学定义的模型来确保所有行为按预期发生,而这正是所需的功能安全性验证.为了进行T2T通信链路的功能安全性验证,首先,建立了非赋时有色Petri网(Colored Petri net,CPN)模型.其次,执行验证过程,并从状态空间报告和计算树逻辑语句中得出结论.最后,模型参数化,并获得数据日志文件以进行性能测试.结果表明,满足所提出的准则,T2T链路的基本设计要求没有缺陷.传输时延计算中考虑了重连、传输错误、中断情况.端到端时延小于150 ms的概率为98.106％,符合规范及现场测试结果.     

高容错智能电液力作动系统关键技术研究

鉴于现代飞机对刹车系统的可靠性、安全性、刹车性能要求的大幅度提高,设计了一种新型的飞机电动静液（EHA）刹车系统,并进行了系统建模研究。EHA系统集电动机控制的灵活性和液压大出力的双重优点于一体,大大减轻了飞机的质量。采用MATLAB／Simulink对电动静液（EHA）进行仿真分析,研究结构参数对系统性能的影响,设计最优控制算法提高系统性能。试验结果表明其性能满足先进飞机刹车系统的要求。     

基于虚拟DCS的核电厂模型数据接口开发与验证

虚拟DCS仿真系统是基于NASPIC平台设计开发的,该系统用于模拟实际DCS系统中主控相关模块运行。为了验证虚拟DCS设计是否满足核电站相关性能要求,需要给虚拟DCS设计相应的核电厂模型数据接口。3KeyMaster是一个功能全面的图形化建模仿真平台,通过该平台可以与虚拟DCS进行数据交互。仿真结果表明,虚拟DCS能够正确获得来自于核电厂模型的数据,并且保证了时间同步性。     

机车车辆系统动力学可视化仿真研究

重点介绍了三维实体的建模方法、场景驱动及视点变换技术.应用高级实时仿真功能,建立了适合高效运行的车辆、轨道等三维模型,并对场景的组织结构进行了优化.仿真结果表明,系统的图像生成速度迅速、稳定,满足视景仿真的实时性要求.     

面向对象的赋时着色Petri网在FMS中的建模与仿真

在对柔性制造系统建模时,一般Petri网对描述有一定的局限性,因此提出面向对象的赋时着色Petri网(OOCTPN)概念。在柔性制造系统的建模与分析中,以生产物流系统为研究对象,首先对系统按照功能进行模块划分,以基本Petri网对各子模块进行建模,然后将各子网赋予时间和颜色特征对系统进一步描述,再通过消息传递将各子网联系起来,以建立柔性制造系统的综合模型。最后,以汽车零部件的柔性制造系统为实例,建立OOCTPN模型并用Flexsim进行动态仿真,验证了该OOCTPN模型的正确性和可达性并证明该建模方法及所建模型的有效性。     

装载机改装除雪车液压系统仿真研究

设计了一种由装载机底盘改装而成的除雪车的液压系统,阐述了其工作原理,根据除雪车的工作负载,对系统相关液压元件进行了计算选型,最后利用AMESim软件对除雪车液压系统进行了建模和仿真。仿真结果表明:除雪车液压系统能满足各项性能要求,除雪车能正常、稳定的工作。     

基于AMESim的雷达天线车液压调平系统仿真研究

简述了液压仿真软件包AMESim的性能和特点,以雷达天线车液压调平系统为例,在AMESim环境中进行建模和动态仿真,通过对仿真结果的分析,验证了该模型的正确性,并应用AMESim软件对系统加以优化,有效地指导了设计.     

基于设计验证平台的某通风系统逻辑验证

基于全范围、高精度、实时的数字化仪控系统设计验证平台,通过数据解析,自动导入并采用成熟的图形化建模工具对某通风系统的控制方案进行建模仿真,并对其系统的逻辑进行仿真验证。结果表明,上述验证过程能有效检测出人因错误、设计错误,其控制方案能满足系统功能要求。     

冗余驱动电液振动台建模仿真及试验研究

冗余驱动振动台不仅可以提供较大的推力,还可以提高振动台加速度均匀度。冗余驱动电液振动台主要包括机械、液压、控制系统,要对系统的性能和控制策略进行研究,需要对系统各部分进行详细建模。运用Simulink/Sim Mechanics对机械结构部分建模,采用AMESim对液压激振系统建模,运用Simulink建立控制系统的完整模型,通过各软件之间的接口将系统各个部分联合,建立振动台系统的联合仿真模型,采用机电液联合仿真的方法进行仿真分析,通过与试验结果的对比验证了仿真模型的正确性。     

城市轨道交通快、慢车仿真研究

介绍广州市轨道交通14号线的列车运行仿真,根据行车、车辆等专业资料,对快、慢车运营模式进行仿真分析,特别是针对远期高峰时刻列车开行比例进行模拟仿真,验证信号系统是否能满足不同信号制式下行车专业要求的快、慢车能力、最小追踪间隔等性能指标,并提出合理化建议。     

基于PWM装置的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真

对直流电机转速、电流双闭环调速系统进行了研究,并对一种基于脉宽调制(PWM)装置的双闭环调速系统进行了转速、电流调节器的工程设计,最后应用MATLAB/SIMULINK仿真软件对系统的工程设计进行了仿真,给出仿真波形。通过对仿真结果的分析来调整工程设计中的参数,验证了设计的系统基本满足指标要求。     

基于Automation Studio的斗轮堆取料机电液比例系统分析

对港口电厂斗轮堆取料机俯仰机构的电液比例系统进行设计分析,基于Automation Studio对该系统进行建模仿真。对电液比例换向阀的换向动态特性、阀芯位移与电流信号加载的关系、电流信号周期对系统性能的影响这三方面进行研究,从而了解该系统的工作性能特点。研究结果表明电液比例系统能良好地满足斗轮堆取料机的作业要求。     

基于生产线优化配置的混杂系统建模与仿真

基于生产线连续和离散并存的混杂特征，提出了混杂系统的建模及其优化控制方法。研究了加工单元的混杂自动机模型（混杂基本结构），面向生产线的混杂系统可看作若干混杂基本结构的合成，有效地避免了系统规模增长给模型造成的组合爆炸问题。在此基础上，对满足一定产量情况下最大化机器利用率的混杂优化控制方法进行了研究，提出了基于蒙特卡洛法的性能优化仿真计算方法。最后，对某有限缓冲容量串行生产线进行了数值仿真计算，仿真结果验证了该研究方法的可行性和有效性。     

基于Creator的塔式起重机建模技术研究

为提高塔式起重机模拟驾驶系统的逼真度,满足视景仿真系统的要求,利用虚拟现实建模软件Multi Gen Creator,结合塔式起重机自身的结构特点,研究了三维实体建模技术和技巧,建立了塔机三维实体模型,通过模型优化有效地减少了多边形的数量。仿真结果表明这一建模技术有效地减少场景驱动过程中系统资源的开支,增加了系统的实时性,并在仿真系统中取得了良好的仿真效果。     

地铁列车与站台门间隙红外探测安全防护系统设计

为防止地铁车站站台门与列车间隙夹人夹物事故损失扩大、提高地铁运营服务水平,以51单片机为核心设计了一套红外探测安全防护系统;系统不仅可以用于直线站台的夹人夹物探测,而且可以用于曲线站台的夹人夹物探测。首先对系统的硬件电路进行设计,紧接着对系统的软件进行分析编写,最后利用Proteuse仿真软件对系统的功能进行仿真验证并制作出相应的电路板进行认证分析;实验结果表明系统具有一定的实用性和稳定性。     

工程机械液压试验平台仿真研究

研究和开发通用化的液压系统动态性能试验台,在液压系统设计、分析和改进中具有十分重要的价值。以实际液压系统动态性能试验测试平台为研究对象,采用EASY5软件对系统中的关键元件进行精确建模,并完成系统的仿真模型的搭建。对系统进行仿真分析,并与实验测试数据进行对比分析,从而证明仿真模型的正确性。     

联轴器试验系统偏摆装置优化设计

联轴器是铁路高速列车驱动的关键部件,其安全性和可靠性直接影响列车组安全运行。为保证产品性能,需要设计一套试验系统进行试验验证。偏摆装置是该试验系统的重要组成部分,主要模拟联轴器的轴向径向位移补偿功能。     

直线伺服系统模型参数辨识及其实验研究

为了使伺服驱动系统具有较好的控制性能,对系统建模与辨识、系统性能进行了研究。传统方法建立的直线伺服系统数学模型误差大,为了求出精确的系统模型参数,将基于最小二乘的阶跃辨识法应用在直线伺服系统的模型参数辨识中,并计算出实验数据与仿真数据的拟合误差(0.0018)和相关系数(0.9970)。仿真与实测结果表明,该模型辨识算法可行,对输出测量噪声不敏感,鲁棒性好。采用极点配置法设计了位置控制器,并对其进行了实验研究。通过合理配置系统极点的位置,显著地减小了摩擦力对系统性能的影响。