基于键合图理论的一级倒立摆建模与仿真

倒立摆是一个典型的高阶次、自然不稳定、快速响应、非线性运动控制系统是典型的研究对象。介绍了系统机构,通过分析受力图中的几何约束条件,推出倒立摆的键合图模型,引用20-SIM仿真软件进行分针软件,在仿真结果的基础上,设计了PID控制器,仿真结果表明,建模方法可行并控制效果好。     

卡尔曼滤波器的20-sim软件实现

简要地介绍了线性二次型高斯(linear quardratic gauss,LQG)控制的基本原理,即利用卡尔曼滤波器估计未知状态变量,实现多变量系统的最优状态反馈控制.基于荷兰Twente大学控制工程系研发的机电一体化设计软件20-sim,编制了卡尔曼滤波器和最优状态反馈模块.在实例模型中,首先利用20-sim建立了控制系统图标化模型.在此基础上,应用了最优状态反馈控制和卡尔曼滤波器模块,构成了完整的LOG控制系统.仿真结果理想的显示了控制效果.由此可见,基于20-sim建模与仿真方法直观简便,为控制系统的建模与仿真提供了新的思路.     

旋转式倒立摆系统的算法研究及仿真

倒立摆主要有直线式倒立摆、旋转式倒立摆、平面倒立摆等。选取旋转式倒立摆作为研究对象,介绍了系统的机械结构部分,通过分析力学中的拉格朗日法建立了系统的数学模型,研究了两种现代控制算法在旋转式倒立摆系统中的应用：极点配置法及LQR法,并运用MATLAB和SIMULINk工具在两种方法下进行了仿真实验,仿真结果表明：这两种算法在旋转式倒立摆系统的控制中都是可行的,而且效果令人满意。     

LQR控制与PID控制在单级倒立摆中的对比研究

本文在单级倒立摆系统模型的基础上,介绍设计LQR控制器和PID控制器的基本原理,并通过对单级倒立摆系统的控制仿真实验对比研究两种控制方法,给出了相应的结论。     

模型参考自适应控制的20-sim软件实现

简要地介绍了李雅普诺夫稳定意义上模型参考自适应控制（MRAC）的基本原理,给出了设计MRAC控制系统的基本步骤。基于荷兰Twente大学控制工程系研发的机电一体化设计软件20-sim,以Twente大学先进控制演示仪为研究对象,在20-sim下建立了系统的图标化数学模型,编制了模型参考自适应和Lyapunov求解模块。在此基础上,构成了完整的MRAC控制系统。仿真结果显示基于20-sim建模与仿真方法直观简便,所设计的模块可移植性强,为控制系统的建模与仿真提供了新的思路。     

基于遗传算法优化模糊神经网络的倒立摆智能控制

提出了一种利用遗传算法来优化模糊神经网络的倒立摆智能控制,利用RBF神经网络与模糊推理过程具有函数等价性.设计了基于模糊系统的RBF网络结构。同时采用改进的遗传算法优化了神经网络的参数和权值。其中利用一种动态的交叉率和变异率.有效地加快了收敛的速度。最后,利用Matlab软件对倒立摆进行仿真.仿真结果表明.该控制具有较好的通用性和控制效果。     

单级旋转倒立摆的建模与控制仿真

本文介绍了单级旋转倒立摆系统的构成和数学模型，根据倒立摆系统的数学模型在Matlab环境下设计了两种控制器，并进行仿真。仿真结果表明了最优控制策略LQR控制器的控制效果要优于闭环状态反馈极点配置调节器。     

基于键合图法的活塞泵建模与仿真

基于由荷兰Twente大学控制工程系研发的机电一体化建模软件20-sim,提出利用键合图法实现活塞泵的建模与仿真。在实例模型中,首先实现了单向阀的20-sim模块构造,继而在20-sim环境中建立了活塞泵的键合图模型,仿真结果理想地显示了概念设计阶段的控制效果。     

单级倒立摆LQR最优控制及其嵌入式系统实现

倒立摆以其非线性特点成为控制理论分析和设计的典型实验设备.针对单级倒立摆系统,建立其数学模型,设计了线性二次型最优控制器,利用Matlab进行了仿真验证.同时,搭建了控制系统的实物实验平台,利用Z-World公司的嵌入式系统实现了该控制算法,并进行了调试,完成了倒立摆的平衡控制.并作了一些干扰实验来验证系统性能.仿真研究和实物实验的结果,表明在嵌入式控制系统中实现的LQR最优控制算法具有很好的控制效果,使倒立摆具有良好的动态性能和稳态性能.     

墓于遗传算法优化模糊神经网络的倒立摆智能控制

提出了一种利用遗传算法来优化模糊神经网络的倒立摆智能控制,利用RBF神经网络与模糊推理过程具有函数等价性,设计了基于模糊系统的RBF网络结构。同时采用改进的遗传算法优化了神经网络的参数和权值。其中利用一种动态的交叉率和变异率,有效地加快了收敛的速度。最后,利用Matlab软件对倒立摆进行防真,仿真结果表明,该控制具有较好的通用性和控制效果。     

V850E/MS1嵌入式处理器的实现

针对嵌入式系统软件的开发效率问题,通过对V850E/MS1体系结构建模研究,提出并实现一个高效的指令集模拟器V850E/MS1- sim,该模拟器主要由指令集系统、内存管理、终端系统和外设接口组成,采用指令集模拟和串行模拟的方法。仿真实验结果表明,V850E/MS1-sim在保证模拟精确性的同时,提高了模拟效率。     

20-sim software for hierarchical bond-graph/block-diagram models

We discuss the modeling and simulation package 20-sim, a tool for modeling and simulation of dynamic behavior of engineering systems. Engineering systems as application domain means that we focus on systems that span multiple physical domains and the information domain. The 20-sim software is an interactive tool, where model entry and model processing are fully integrated. This means that already during model entry and editing, models can be checked on their consistency. 20-sim has its own simulator, using sophisticated numerical integration methods, taken from. internationally accepted numerical libraries. The use of 20-sim is demonstrated by an example, in which a 3-dof scara robot with controller is modeled and simulated.     

基于20-sim软件的非线性电路仿真

利用20-sim软件的功能,可以对非线性电路进行直接面向方程的仿真分析,也可以在现有非线性电路的基础上,转换成相应的键合图模型,利用键合图理论进行仿真分析.为了对这两种仿真分析方法进行对比分析,选取杜芬方程作为研究对象,提出了运算放大器的键合图模型,分别用图形化的方法与键合图方法进行了仿真,并对两种方法进行了结论性的比较.     

Use of MATLAB and 20-sim to simulate a flash separator

This work presents the simulation of a two-phase flash separator, one of the processes of an industrial natural gas liquefaction plant. The model simulated was developed using the bond graph methodology, and MATLAB and 20-sim software were used to obtain the dynamic behavior of the flash. MATLAB was used to determine the input conditions of the separator as they were not provided by the plant information, and 20-sim was used to simulate the bond graph model. The simulation results were validated using real operating conditions of the plant. The paper shows how this two widely used computer programs can help in the understanding of the behavior of real process.     

基于系统辨识的模型参考自适应控制

介绍了荷兰Twente大学控制工程系研发的先进控制实验平台的基本组成、功能和基于机电一体化设计软件20-sim。以先进控制演示仪为研究对象,在20-sim环境下建立了系统的图标化数学模型,并从理论上对模型作了降阶分析。根据系统辨识的模型参考自适应控制（MRAC）原理,编制了模型参考自适应和Lyapunov求解模块。采用线性二次型调节器为控制模块,构成了完整的先进控制演示仪的MRAC控制系统。该系统仿真结果显示所建立的模型针对性强,可用于各种先进控制策略的仿真研究。     

基于伪键合图法的电磁泵建模与仿真

采用由荷兰Twente大学研发的机电一体化建模软件20-sim,用键合图法模拟并实现了电磁泵中磁场域、电场域和液压域的相互作用过程,仿真分析了电磁泵的进出水状况.根据电磁泵在工作过程中泵室的发热情况,利用伪键合图法对电磁泵中的热力系统进行了分析和仿真,结果显示了电磁泵系统的热力学性能和动态特征.在分析电磁泵进出水时纹波产生原因的基础上,通过调节参数消除了纹波的影响.总体仿真结果反映了在设计阶段的20-sim建模环境中利用伪键合图法建模的直观效果.