基于OPC和Matlab/Simulink的半实物仿真系统

基于Matlab/Simulink平台进行半实物仿真,可以充分提高Matlab/Simulink在控制系统设计中的应用水平.使控制系统设计更加方便快捷.采用OPC技术实现Simulink与数据采集卡进行通信,利用原有的试验装置作为控制对象,开发完成了一套新的半实物仿真系统.利用该系统可以方便实现过程控制中的各种控制结构及不同复杂控制算法.实验证明.该方法简单易行、价格很低、具有很好的通用性.     

基于组合式仪器平台和Simulink的半实物仿真系统研究

由于商业半实物仿真平台往往需要配合专用硬件使用,通用性较差、价格高昂,且国内半实物仿真平台较少,难以满足半实物仿真技术的学习教学需求。因此,本文设计实现了一种基于组合式仪器平台和Simulink的半实物仿真系统,通过分析RTW代码生成过程,实现Simulink模型的实时性扩展。并通过编写脚本文件,自动生成可在组合式仪器平台上运行的半实物仿真应用。实例运行表明,该半实物仿真平台具有较高的自动化程度和通用性。     

广播内存网在实时半实物仿真系统中的实现

针对实时半实物仿真系统对实时性要求高的特点,提出一种利用广播内存网技术构建实时半实物仿真系统的方法.详细地阐述了广播内存网的工作原理、技术特点和连接方式,设计了一套基于虚拟共享内存中间件技术的实时半实物仿真基础平台软件.以该基础平台软件为核心,对整个实时半实物仿真系统进行了详尽的功能及性能测试,测试结果表明该系统传输延迟及抖动小,传输可靠性高,可以满足实时半实物仿真系统对实时性和可靠性的要求.     

一种智轨电车电液转向系统半实物仿真测试平台研究

针对智轨车辆电液转向系统试验资源紧张、现场调试困难等难题,文章开发了一套基于电液转向系统数学模型的半实物仿真平台。文章建立了电液转向系统执行部件的数学模型,结合多轴转向系统实际电子控制单元,构成硬件在环的半实物仿真测试平台,并基于该平台,完成了对智轨电车电液转向系统试验验证与仿真研究。验证结果表明,该半实物仿真平台为智轨电车电液转向系统研发与调试提供了高效便捷的平台。     

半实物仿真技术系统在温度控制中的应用

提出一种基于Matlab／Simulink的温度过程控制半实物仿真的方法。该方法在上位机利用Simulink建立控制嚣的仿真模型和由LabVIEW提供的人机交互界面,便于实时修改控制器参数（PID）,控制电阻炉的温度达到理想的状态。实验最终得到的理想PID参数可以直接下载到控制器中使用,并且所设计的半实物仿真控制系统可以应用到过程控制领域的流量、压力控制等其他方面。     

YH-AStar高性能实时仿真平台

仿真计算机是大型复杂动力学系统研究、设计、试验、评估不可缺少的重要工具,基于通用计算机和Windows NT操作系统进行实时半实物仿真一直是仿真用户企盼的愿望.该文介绍了基于Intel平台和Windows NT操作系统的高性能实时半实物仿真平台YH-AStar的研制目标、系统结构与组成,阐述了YH-AStar软硬件部分的主要功能.     

基于分层模型的半实物仿真测试平台设计

针对传统半实物仿真测试平台分布式性能低、接口扩展性差等问题,基于"分层+分布式"设计理念设计半实物仿真测试平台。采用分布式架构将测试任务调度、激励数据生成等任务分解到测试控制器上,通过领域化协议库的方式使平台支持各种总线接口仿真及扩展。应用及实时性评估结果表明,该平台通用性好,测试效率高,实时性可达到百微秒级。     

面向VxWorks的半实物仿真平台的研究和实现

针对传统半实物仿真中的一些问题，提出一种新的面向VxWorks的半实物仿真平台。设计了标准化、多接口、可扩展的仿真计算机硬件架构，解决了硬件I/O接口的多样性和扩展性问题。利用Simulink进行可视化建模，简化了模型的建立。通过Matlab的RTW工具箱自动生成面向硬件平台的基于实时操作系统VxWroks的可执行代码。自动代码生成提高了半实物仿真的开发效率，基于VxWorks的可执行代码保证了半实物仿真的实时性。对该仿真平台涉及的关键技术，如I/O接口驱动程序、针对硬件平台的VxWorks移植和代码生成以及实时模型参数修改和仿真数据采集等进行了研究和实现。     

船舶机舱过程控制FCS系统的研究

针对船舶机舱过程控制存在的自动化孤岛现象,提出了以现场总线方式集成船舶机舱中原本完全独立的控制系统的新思路;通过自动化机舱的典型系统(燃油粘度控制系统和冷却水温度控制)为例建模,构筑半实物仿真系统,探索先进控制方法,并应用基金会现场总线技术将不同的过程控制集成,实现系统互联。说明了半实物仿真、OPC接口技术、现场设备的通信和系统组态。探索成功的开放式全数字控制系统技术平台可以方便地进行系统扩充,在机舱综合自动化中有着十分良好的应用前景。     

基于dSPACE/MATLAB/Simulink平台的实时仿真技术研究

本文以某飞行器侧向通道稳定控制系统为例,基于dSPACE标准组件和MATLAB/Simulink软件环境,建立了控制系统的半实物仿真平台并进行了半实物仿真。结果表明这种基于dSPACE的仿真系统具有构建便捷、高效和精度高等优点,尤其适用于数字控制系统。     

一种基于反射内存实时网络的半实物仿真系统

半实物仿真是样机研制过程中的一个重要环节,实时算法和通讯技术是半实物仿真系统的关键技术。该文首先介绍了VMIC反射内存实时网络的特点,然后详细介绍了基于反射内存实时网络半实物仿真系统的软硬件组成、功能,以及水下航行器控制系统半实物仿真的系统结构,最后给出了半实物仿真结果。仿真结果表明,采用实时网络的半实物仿真系统,大大地提高了仿真帧频,减小了多种仿真设备信息传输中的信号干扰。基于反射内存实时网络的半实物仿真系统,具有模块化结构的特点,配置灵活,便于扩充、升级和软件移植。     

基于ACUTROL 3000控制器的转台远程控制系统在半实物仿真系统中的开发应用

转台是导弹半实物仿真系统中最为关键的设备之一,针对基于ACTROL 3000运动控制器转台的工作特性,重点研究并解决其在半实物仿真系统中的应用技术,开发基于RTX实时环境下的通用化的转台远程控制系统,在半实物仿真系统中得到成功应用。     

反舰导弹半实物仿真软件系统设计

仿真软件是一类面向问题、面向用户的专用软件,由于半实物仿真软件在整个仿真过程中的重要作用,使得它成为半实物仿真实验的关键,成为仿真技术研究的重要课题。在导弹控制和制导系统研制过程中,半实物仿真发挥了重要的作用。主要介绍了某型反舰导弹半实物仿真软件系统的组成及设计、具体的联调方案及动画演示系统设计。试验结果表明,该半实物仿真软件系统为半实物仿真试验的顺利进行提供了必要的保障。     

大型高空台进排气控制半物理仿真系统设计

为构建大型复杂高空模拟试车台进排气控制半物理仿真系统,提出了仿真模型和实物部件相结合的系统设计方法。依据系统结构组成及工作机理统筹规划系统仿真模型和实物部件,利用理论建模、系统辨识方法建立仿真模型,并基于PLC完成系统设计和软件开发,最终将仿真模型和实物部件高效统一形成半物理仿真试验台。通过仿真平台实现了系统一体化虚拟仿真,结果表明系统运行可靠稳定,能够准确模拟真实发动机试车过程。     

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。     

基于虚拟仪器的舵机半实物仿真系统研究

传统舵机控制算法的设计大多是通过数字仿真来实现的,数字仿真过程中舵机执行机构模型的不准确使得仿真结果与实际情况有较大的差距。提出一种基于虚拟仪器的舵机控制半实物仿真系统,该系统利用LabVIEW软件平台开发了舵机执行机构的控制算法仿真模块,并通过D/A设备将控制参数发送给舵机执行机构。结合高速A/D设备对舵机反馈信号进行采集,在软件中实现对舵机控制算法性能的实时分析。试验结果表明,该系统解决了数字仿真中舵机执行机构模型不准确的问题,为舵机开发过程中的控制算法设计仿真提供了更为灵活、高效的方法。     

紧凑型船舶动力定位控制半物理仿真系统研究

根据紧凑型船舶动力定位控制研究及设计的需求,设计了对应的半物理仿真系统。该系统建立船舶运动及海洋环境计算机模型模拟器、全尺寸控制器和全尺寸操作终端,并通过基于DirectX的三维动画模拟器进行船舶三维运动效果展示。全尺寸控制器与船舶上实际使用的控制器在网络接口、信号输入/输出接口上完全一致,以便提前进行船舶动力定位控制系统半物理仿真及验证,降低了调试成本和风险,提高在水池及海洋进行实物调试的效率。该仿真验证平台考虑了船舶动力定位控制系统实际运行环境,引入了外载荷模型,提高了仿真验证的可信度。文中给出了仿真实例,验证了系统的有效性。     

Modelling and simulation for mechatronic design in automotive systems

This paper gives an overview of current industry based projects in the field of vehicle modelling and simulation for the mechatronic design of automotive systems. It shows the wide range of applications for analysis and synthesis during the development process, including vehicle systems, vehicle dynamics, occupant safety, adaptive cruise control, hardware-in-the-loop and fault tolerant real-time systems.