基于QStudioRP平台的双闭环直流调速系统

通常在MATLAB/Simulink软件的纯数字化的仿真中,被控对象的数学模型是纯理想化的,使得仿真结果与实际运行结果误差较大。QStudioRP是能够与MATLAB/Simulink无缝连接的的软硬件工作平台,具有实时性强,可靠性高等优点。在该平台上,把直流电机引入仿真回路中,用数字控制器控制直流电机,通过Q8板卡与其通信,由可视化软件WinCon实时观察实验结果。实验结果表明,基于QStudioRP的双闭环直流调速半实物仿真能有效克服纯数字仿真中被控对象理想化所带来的模型不准确的缺陷,并在该平台上分别设计了PI控制器和内模控制器,得到了较好的控制效果。     

基于CompactRIO的四旋翼飞控实时仿真平台设计

针对四旋翼无人机实时飞行控制系统的控制算法设计与参数整定,设计了一种基于CompactRIO的飞行控制系统实时仿真平台,该平台使用两台CompactRIO作为主控制器,分别在其嵌入式实时系统(VxWorks)中运行Simulink设计的无人机动力学模型与飞行控制系统模型,并使用LabVIEW开发PC上位机监控程序,用于调整飞行状态和整定控制参数;经试验证明,该平台实用性强,可视化程度高,实时性好,能较好地对四旋翼飞控系统进行实时仿真验证。     

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。     

Simulink/Stateflow仿真程序的HLA兼容性改造设计

该文从数据结构入手，宏观分析了Simulink／Stateflow仿真模型在进行HLA(高层体系结构)兼容性改造过程中所涉及的主要问题及步骤。主要包括由RTW(实时工作室)所生成的Simulink／Stmeflow模型C代码的通用运行框架，模型程序的SOM(仿真对象模型)开发，模型程序的HLA软件接口设计等。特别是针对HLA软件接口的设计与实现过程中存在许多重复性的工作，提供了一个将Simulink／Stateflow模型程序自动转化为HLA联邦成员且能适用于不同联邦的工具软件框架结构，从而为基于HAL仿真系统的Simulink／Stateflow仿真模型开发提供一条优化途径。     

采用随机Petri网的嵌入式机载软件可靠性检测

针对嵌入式机载软件设计中存在的典型缺陷问题，结合嵌入式机载软件任务调度特性，提出采用随机Petri网对嵌入式机载软件设计进行仿真验证的可靠性检测方法，以提高嵌入式机载软件设计的可靠性。该方法采用随机Petri网对嵌入式机载软件系统行为建模，并给出典型缺陷的检测策略和判定准则，然后通过对Petri网模型进行仿真验证，检测系统是否存在此类设计缺陷；并给出了软件设计的运行流程的仿真验证算法，以支持对相应设计的可靠性检测。通过与其他可靠性检测方法的比较，表明了该方法的有效性。     

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。     

一种快速构建/替换模型的通用实时仿真系统

提出一种综合运用实时工具箱(RTW)与Windows实时扩展子系统(RTX)构建实时仿真系统的方案。采用实时动态链接库(RtDll)形式封装由RTW生成的模型代码,实现由成熟软件快速建模并由自定义VC工程快速封装的模型。根据仿真过程设计可动态加/卸载仿真模型的仿真引擎,兼顾模型与引擎的解耦和实时交互,实现模型输入输出信息的及时传递和模型参数的在线调整。该系统在运行结果与Simulink一致的同时提高了仿真实时性,适用于快速建模与实时仿真实验。     

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。     

分布式综合仿真平台软件结构设计

该文介绍了分布式机载机电设备综合仿真平台的软件结构和模型库设计及仿真实例运行过程，仿真平台提供机载机电设备仿真中所要使用的各种通用模型库及完整的仿真实验框架，利用仿真平台可以进行各种型号的机载机电系统仿真，验证系统可靠性，余度及重构方案，仿真平台各组成节点的系统管理由软件agent实现。     

直升机仿真模拟训练集成系统实现

针对直升机仿真与地面模拟训练的需求,根据系统集成的开发理念,开发出一个集VC++、Matalb/Simulink和Vega三维可视化功能于一体的直升机仿真模拟训练系统;该集成仿真平台通过VC++编程,将软件界面与Simulink模型有机结合在一起,利用Matlab引擎对Simulink模型进行控制,并将仿真结果送到Vega场景中实时显示;实际运行结果表明,该系统仿真效果与实际效果基本一致,达到了设计要求,具有较好的实用性。     

某飞机辅冷系统IMA应用实时验证模型研究

某飞机环控增加蒸发制冷式辅助冷却系统(简称辅冷系统),对多个厨房、大功率电子设备以及设备舱进行冷却。为了对综合模块化航空电子系统(IMA)驻留应用进行硬件在环(HIL)测试验证,开展辅冷系统实时仿真模型研究。在对辅冷系统冷凝器等关键部件的建模原理进行数学描述后,利用MATLAB/Simulink进行部件建模与仿真分析,并根据建模框架对辅冷系统模型进行集成与仿真,最后将模型下载到实时机对IMA应用进行HIL测试。仿真与测试结果表明,制冷剂工作压焓曲线满足要求,辅冷系统模型仿真误差满足要求,可以对IMA应用进行实时的仿真验证。首次利用模型开展制冷剂在关键部件的工作压焓曲线以及飞机辅冷全系统的HIL测试研究,该研究对制冷领域的系统级实时仿真验证具有参考意义。     

面向嵌入式软件开发的UML到Simulink模型转换方法

模型驱动开发及其关键技术模型转换是近年来软件工程领域研究的热点。在嵌入式软件开发早期,不仅需要对设计模型进行静态分析,更需要对其进行动态仿真,验证系统设计的正确性。如何把设计模型和仿真模型无缝连接起来是工业部门亟待解决的问题。深入调研了UML和Simulink模型转换研究现状,详细分析了模型驱动开发中模型转换的相关技术,提出了一种UML到Simulink的模型转换方法,设计了UML元模型、Simulink元模型,撰写了UML元模型到Simulink元模型的映射规则。最后选取自动驾驶仪系统的飞行控制软件作为案例,验证了该方法的正确性。该方法能实现UML和Simulink两种异构模型同构化,提高嵌入式软件开发效率,丰富并且完善模型驱动开发,也为飞行控制系统、高速铁路控制、机载航电系统等嵌入式软件开发提供了技术支持。     

一种以安全性为中心的IMA软件体系结构设计方法

在改进体系结构权衡分析法的基础上,提出了一种以安全性为中心的IMA软件体系结构设计方法。利用危险场景评价IMA软件体系结构的安全性,针对重大安全设计隐患,给出相应的危险预防、消除或减轻策略;利用契约捕获IMA体系结构求精所需满足的约束,推动IMA软件体系结构螺旋式求精。本设计方法有助于消除IMA软件中可能会影响综合航电系统以及飞机安全性的设计缺陷。     

基于IMA的电视指令制导系统蓝图

以电视指令制导系统为例进行模块化航电设备融合研究和先进航电设备体系结构的建模和仿真。围绕综合模块化航电系统(IMA)给出蓝图概念,描述其在综合电视指令制导系统中的应用,为电视指令制导系统从传统的系统结构向IMA转变提供参考。     

综合模块化航电软件系统测试方法研究综述

现代飞行器系统中开始广泛采用综合模块化航电IMA(Integrated Modular Avionics)体系架构,IMA中软件系统的高质量要求对传统的航电软件测试方法提出了新的挑战。对目前基于ARINC653的IMA软件的系统级测试中的基本测试方法进行了综述分析,主要内容包括:首先给出了基于ARINC653的IMA体系结构描述,并对其架构中最重要的系统可配置性进行了分析;然后阐述了总的系统测试策略,以及不同级别的IMA软件系统测试过程;最后简要说明了IMA系统测试环境的通用要求。     

一种PON结构航电总线协议的建模与仿真

以简化航电总线系统结构、降低总线功耗为目的,在分析了航电总线技术要求的基础上,提出了一种适用于航空环境的PON结构光纤总线协议。分析了该协议的传输特性与关键技术,在OPNET软件平台下采用三级建模机制,建立该协议的进程模型、节点模型和网络模型。通过对协议的仿真特性分析,以及与FC-AE-1553B（Fiber Channel-Avionics Environment-1553B光纤通道-航空电子环境-1553B）的仿真比较,说明该协议具有拓扑简单、功耗低的网络互联结构,也验证了其低延迟、高传输速率的传输特性。     

基于MWorks与Simulink的联合仿真

针对多领域统一建模和仿真问题,介绍模型耦合、求解器耦合和进程耦合等3种联合仿真途径,从模型的数学原理和软件架构方面研究多领域建模仿真平台MWorks与MATLAB/Simulink之间基于模型耦合的联合仿真,并基于Simulink的S-function和MWorks的COM实现两个建模仿真软件之间的联合仿真.多领域模型实例证明该联合仿真软件有效,可拓展Simulink的应用范围.     

一种航电系统接口软件的架构设计

在机载雷达系统研制过程中多采用半实物仿真验证雷达功能,通常由航电系统在半实物仿真平台与雷达系统之间完成数据的传输交互.为了适用于不同型号的雷达系统,在半实物仿真平台与航电系统之间需要一个接口适配环节.基于上述需求设计了一种航电系统接口软件,通过采用层次化和模块化的开发模式和接口配置、协议配置、流程配置等方法,实现了半实物仿真平台与航电系统之间的接口适配.同时该软件具有数据的收发和存储等功能,并确保数据传输的实时性和正确性.     

通信对抗接收机建模与Simulink动态仿真

针对通信对抗系统中超外差接收机的建模仿真问题,以Matlab中的Simulink软件包作为工具建立基于Simulink仿真平台的超外差接收机的仿真模型,给出频率为5 kHz的调幅信号的动态仿真实例,并得到各关健点的仿真波形图和频域图,实验结果证明了该建模方法的有效性。