反作用飞轮姿态控制实时仿真系统串行口通信建模

为了测试反作用飞轮控制模式下星栽计算机软件和硬件接口实时性能,本研究采用dSPACE多处理器实时系统设计了卫星姿态控制实时仿真系统.重点介绍了采用Simulink、Stateflow和S函数实现星载计算机与反作用飞轮之间串行口通信的建模方法.仿真结果表明设计的串行口通信接口模型是正确有效的.     

DSP技术在仿真器中的应用研究

通讯技术在仿真器的设计中有着非常重要的作用,通讯速率的快慢直接影响到仿真器实时性问题,对于仿真模型的实时解算和图形的实时形成尤为重要,从而决定了仿真效果.传统的通讯技术大多通过RS232串行口或者RS485来实现,但是传输速率较低.该文提出了一种以DSP为核心技术的通讯接口,解决了传统的通讯接口传输速率较慢的问题.该通讯接口板基于PCI总线,两个仿真器间通讯利用DSP的双缓冲的串行口的收发操作来完成,可以满足实时通讯的要求.     

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。     

亚轨道飞行器再入段导航制导快速原型设计

为了加快亚轨道飞行器再入段导航制导系统从算法设计到硬件产品的实现过程,采用快速原型技术进行设计.借助基于RTX的快速原型开发平台,利用Matlab/Simulink/RTW将导航制导模型自动生成C代码,对自动生成代码做出相应修改以满足系统实时性要求,再编译链接生成可执行DSP代码,加载到DSP(数字信号处理器),实现了亚轨道飞行器再入段导航制导系统的DSP硬件在回路仿真.该系统的实时仿真结果与Simulink数字仿真结果一致,表明快速原型系统设计的正确性.该方法具有开发周期短、实时性能好等优点.     

基于RTX的地形跟随实时仿真系统

为了对地形跟随系统进行仿真验证,并进行模拟训练,开发了一种基于RTX的实时仿真系统,该系统采用Windows RTX Simulink 双核CPU PC的实时仿真架构。基于此种架构,设计、实现了一套地形跟随实时仿真系统,给出了该系统的系统结构和组成,并对Simulink模型的实时代码生成、进程间通信与数据交换、地形数据的实时更新等关键技术进行了详细说明。试验结果和使用经验表明该系统工作可靠、使用方便、易于开发与维护,完全能够满足地形跟随实时仿真的需要。     

组合导航系统快速原型设计

为加快捷联惯性导航/卫星定位组合导航系统（Strapdown Inertial Navigation System/Global Positioning System,SINS/GPS）从算法到硬件产品的实现过程,采用快速原型技术进行设计.该方法在1个统一的Matlab/Simulink开发环境中建立系统模型并进行数字仿真;借助RT-LAB快速原型开发平台和实时工作间（Real-Time Workshop,RTW）为系统模型自动生成代码并加载到目标机和DSP硬件;实现SINS/GPS组合导航系统DSP硬件在回路仿真的快速原型设计.系统实时仿真结果与数字仿真结果一致,表明其具有开发周期短、实时性能好等优点.     

基于RT-LAB的伺服系统平台研究与应用

随着仿真技术的发展,硬件在回路实时仿真已经越来越多地应用于控制系统的研究和设计.该文介绍了如何利用RT-Lab实时仿真技术在传统的位置随动系统开发平台上进行数字仿真和硬件在回路仿真.基于此随动系统平台,运用Matlab/Simulink建立的控制器模型和RT-LAB实现实时仿真所需的软、硬件环境,对如何快速建立控制模型、开发算法、跟踪、调试进行了探讨,并进一步探讨了实现过程中出现的问题.实践表明, 实时仿真技术的引入为传统开发平台提供了新的有效的开发手段.     

船舶电网监控系统半实物仿真测试技术研究

介绍了一种船舶电网监控系统的半实物仿真测试技术方案,能够实现电网监控系统硬件设备与被控对象数学仿真模型对接,开展半实物仿真测试试验,从而提高监控系统的设计、测试工作效率。该技术方案利用Matlab/Simulink的强大功能对船舶电网监控对象进行数学建模和实时仿真,采用OPC技术实现电网监控系统的硬件设备与被控对象的数学仿真模型互联互通,从而构建了半实物仿真测试系统。重点说明了半实物仿真测试的工作原理、技术方案及工作流程,并展望了其应用前景。     

基于RTW和VC的半物理仿真系统的开发

通过RTW将Simulink仿真模型转化成可移植的嵌入式C++代码，提供了一种从Simulink仿真模型平滑过渡到Visual C++集成开发环境的方法，该方法充分利用了Simulink丰富便捷的建模环境，发挥了VC强大的硬件控制功能和人机界面设计灵活的优点。并结合科研实例介绍了利用该方法开发半物理仿真系统的具体步骤和实现方法。     

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。     

卫星姿态控制系统硬件在回路仿真研究

为了便于卫星自主智能控制技术的研究,该文研究了控制系统硬件在回路仿真技术,分析了实时仿真系统中仿真步长的确定及通讯接口技术的应用。文中详细说明了在MATLAB下采用S—function编写串口驱动模块的方法,还介绍了利用MATLAB／xPC环境下的UDP模块进行数据传输的方法。最后,该文设计了一个基于PC机的三轴稳定卫星姿态控制硬件在回路仿真系统,将反作用飞轮、陀螺等实物接人仿真系统。仿真结果表明实时仿真结果与数学仿真结果基本一致,仿真系统接口设计合理,实时性符合要求。     

车流量测量仪串口通信的设计与实现

针对用于高速公路的车流量测量仪的实际要求,采用RS-232标准异步串行通信接口,设计并实现了车流量测量仪控制软件中的串口通信模块。该控制软件的串口通信模块主要完成车流量的数据接收存储,以及通过测量仪内置Mo-dem传送数据文件和接收控制命令。模拟环境下的调测试结果表明,文中所提出的串口通信方案能较好地满足车流量测量仪控制软件的实际应用要求。     

分布式多串口步进电机控制的设计与实现

设计了一种基于串口扩展卡的分布式步进电机控制系统.采用串口扩展卡扩展RS-232串口数,每个串口对应一个单片机.计算机通过选择串口的方式与单片机进行通信,进而控制单个步进电机.整个系统易于扩展.重点介绍了计算机与单片机之间的控制协议及系统软硬件的实现.     

基于VeriStand的实时飞行测试系统设计与实现

针对飞行器改装带来的实时模飞测试问题,提出了一种实时飞行测试系统设计及实现方案。首先分析了待测飞控及安控系统的工作过程和技术特性,给出了实时测试系统应该具备的功能。基于功能需求,明确了系统采用PC上位机-PXI实时下位机的硬件架构,同时给出了上位机、下位机的硬件资源配置。系统采用VeriStand、MathWorks Simulink?、LabVIEW分别完成实时测试项目配置与管理、实时模型开发、虚拟串口设备驱动开发任务,并详细讨论了实时模型和虚拟串口设备驱动的开发过程。最后分析了实时测试结果。     

反射内存高速光电转换接口单元设计与实现

针对远程分布式仿真测试系统的实际需求，提出了远距离多功能节点的设计方案，构建实现了以高速SFP光纤通信和反射内存网络为核心技术的高速光电转换接口单元；接口单元包括光纤转换器和多功能接口模块两个组成部分；其中多功能接口模块以 FPGA 为控制核心，借鉴PMC以及XMC结构，采用通用式母板与多种专用子板组合的硬件架构形式，实现了数字IO、LVDS、RS422、ARINC429、模拟量等多种通用接口，提高了硬件资源的复用性；母板与子板间通信选用GTX作为物理层，并设计了专用的通信协议帧格式，通过Verilog编程实现了协议的解析与通信控制，既实现了多种电信号接口的集成，又具有低数据处理延时的突出特点；实验测试表明，模块的数据处理延时可控制在800ns-1000ns，满足了分布式仿真节点间数据交互时对传输距离和实时性的要求。     

基于ARM9的RTU设计

提出了一种面向工业现场信号采集和对现场设备控制的新型通用一体化RTU的设计方案。介绍了基于ARM9处理器并采用μC/OS_Ⅱ实时操作系统的RTU系统设计方法,同时对数据传输采用的Modbus通信协议和硬件功能模块的设计进行了描述。硬件功能模块主要包括8路数字量输入、8路数字量输出、8路模拟量输入、RS232通信、RS485通信和以太网通信等模块。文中还提出了从站RTU的软件设计方法。与普通RTU相比,该方法具有更大的存储容量,更强的计算功能,更简便的编程与开发能力和强大的通信组网能力。     

综合导航信息模拟系统的设计与实现

针对综合导航显控台的维修检测时的信息模拟需求,介绍了一种基于PC/104的综合导航信息模拟系统的设计;该系统基于模块化设计思想,提供4路RS422串行通信接口(19200bps)、2路CAN总线通信接口(500kbps)和IP组播网络接口,采用事件驱动和多线程编程技术,提供三种通信方式数据流传输实现综导显控台外围环境模拟;该系统可以模拟GPS、罗兰C、平台罗经等十四种设备信息模拟,并实现数据记录、参数存储和故障模拟等功能;最终将信息模拟系统与某型显控台联调,系统运行良好,通信实时性很高,实现各部分功能,并具有很好的扩展性。     

基于xPC目标的实时I／O接口技术研究

使用xPC目标可以将一台PC兼容机制转变为一个实时系统,来实现控制系统的快速原型化、硬件在回路中的测试,与传统方法相比方便、快捷很多。在工程应用中,负责与目标硬件进行实时通信的I／O接口是由I／O板卡及相应的设备驱动程序构成,这也是xPC目标实现的基础。在对比、论述xPC目标所支持的PCI和ISA两种主要总线类型I／O接口技术的基础上,对基于PCI总线的DAQ和多串口设备驱动进行了实际测试。     

基于VxWorks的无人机半物理仿真研究

为满足无人机飞控/导航控制律参数调节的需要,提出了新的基于MATLAB/Simulink/RTW和嵌入式实时操作系统VxWorks的无人机半物理仿真方法。建立无人机仿真模型,给出了仿真模型配置的关键技术。该系统的硬件平台采用PC/104总线的体系结构,利用RTW接口下载飞机数学模型到VxWorks操作系统。仿真结果表明,系统具有良好的性能和稳定性。