未知环境下的移动机器人仿真平台设计

从理论上分析了机器人控制系统和检测外部环境的传感器,并在该基础上阐述了航姿推算定位算法.利用Matlab GUI设计了移动机器人的控制仿真平台,并通过算法对超声波测距进行了模拟.最后,设计模糊控制器应用于该仿真平台对移动机器人进行实时控制.仿真结果表明,在非结构化的未知环境中,系统响应速度快,实现了机器人从起点到静态目标点的安全行驶.     

极点配置和状态观测器辅助设计工具开发

开发了一个运行于MATLAB环境的极点配置和状态观测器设计GUI辅助工具,帮助设计人员快捷、直观地完成相应的系统设计与仿真任务.在论述有关理论的基础上,以Matlab GUIDE为开发手段,进行该GUI辅助工具的设计.该设计的图形用户界面由GUIDE中的控件编辑、组合而成,控制算法通过调用Control System Toolbox中的命令函数来实现,为了实现不同控件callback subfunction代码之间的数据传输,采用global将要求共享的变量申明为全局变量.该GUI辅助工具可以做为Matlab SISO Design Tool 的有益补充.     

RT-LAB软件在半实物仿真系统中的应用

介绍了RT-LAB软件的特点,叙述了在Matlab/Simulink环境下,利用RT-LAB软件在系统数学模型和实时仿真计算机之间搭建了一个平台,通过开发的RT-LAB系统仿真软件将系统Matlab数学模型快速、高效地加裁到实时仿真计算机上运行,并给出了RT-LAB在飞机刹车半实物仿真系统中的应用实例.     

基于GUI的网箱推进电机矢量控制系统仿真

在养鱼用网箱永磁电机调速优化控制的研究中,节能环保型自航式网箱采用永磁同步电机作为推进电机,对永磁电机调速功能进行了研究.传统的控制器受环境温度等影响较大,不适应在相对恶劣的水域环境中工作.为提高系统的柔性和精度,采用了集功率开关器件和驱动电路于一起的IPM作为主功率模块,高数字处理器DSP为控制器,采用速度电流双闭环控制,运用矢量控制思想,设计了一套数字化的控制系统.为更好地验证其调速性能并为设计提供更合理的设计参数,利用Matlab搭建了整个系统的仿真模型,建立了基于图形用户界面(GUI)的仿真平台,可以设置仿真参数,实时查看仿真结果波形图.仿真结果显示调速性能良好,在GUI上可以设定转速并显示实际的转速、转矩波形图.     

电动缸测控系统的仿真与通信

为了研究电动缸的性能和控制系统,利用虚拟仪器LabWindows/CVI设计了电动缸测控系统的仿真软件.通过对电动缸数学建模,并模拟电动缸伺服驱动器的位置信号,采用增量式PID、步进式PID及专家PID控制算法对控制效果进行仿真.为了使控制效果达到最佳,采用遗传算法对PID参数进行整定,结合Matlab/GUI实现在线参数整定,并通过Polling Queue技术实现数据的通信.仿真结果表明,该仿真软件达到了较好的控制效果.     

基于Matlab/xPC Target的实时仿真系统研究

利用Matlab RTW和xPC Target提供的实时仿真功能,可以完成某些实物在回路中的仿真。采用该种方式与传统方式相比,具有系统组建方便,成本低,开发周期短等特点。主要讨论了其实现方式和开发流程,并将其应用到弹载计算机仿真评估系统的设计中。     

AVR单片机和Matlab串口通信的计时器系统

介绍了一种基于AVR单片机和Matlab串口通信的计时器系统。单片机和Matlab的通信通过ZigBee无线通信模块实现,使得整个系统架构灵活、扩展性强。通过Matlab下的通信类串口类元件库实现串行通信。利用Matlab GUI设计出一套友好的人机界面,在此基础上,加入串口通信功能和计时器计时功能。     

Matlab GUI的上位机与智能车的两种实时通信

基于Matlab的串口通信机制,简要介绍了查询方式下的非实时通信,提出一种将事件中断写入GUI组件函数的方式,相对于改写instrcallback函数实现串口中断机制的实时通信方式,大大简化了中断方式实现实时通信的过程,并详述了三者的差异和实现过程。利用Matlab的GUI工具和内置的串口通信API,设计了一个可视化的串口通信界面,通过蓝牙串行接口,实现智能车系统采集数据的实时接收,并利用Matlab强大的科学计算功能,对数据进行实时处理,图形化显示数据处理结果。实验结果表明,该方法可行,具有一定的应用价值。     

单变量系统建模与控制器设计的软件实现

工业过程对象一般可用带时间延迟的低阶单变量系统描述.针对工业控制对象,设计了一个新的软件,该软件从系统辨识得到控制对象模型,根据辨识模型进行PID控制器的设计,可指导手动控制器参数调节.该软件用Matlab实现系统辨识、控制器设计算法和GUI图形界面,可独立于Matlab运行;并在模型阶辨识准则、带时间延迟一阶模型近似、PID控制器设计饱和环节和非线性环节三个方面提出了新的方法.仿真结果表明,该软件设计的控制器具有良好的控制效果.     

基于Matlab的机器人避障仿真软件设计

为了提高机器人避障算法开发效率,设计了一种基于Matlab的机器人避障算法设计与试验仿真软件。该软件分为用户图形界面、避障算法系统模型两大部分。其中用户图形界面是基于Matlab 图形用户界面( GUI)实现的,能够实现参数设置、结果展示等功能,给用户提供了一个操作及管理平台;避障算法系统模型是本软件实现的关键,包括探测传感器模拟和机器人运动模拟,其通过Matlab语言编程和Simulink模块组建实现。全面阐述了仿真软件的系统建模、软件编程和用户图形界面设计,并对仿真软件实现所采用的关键技术进行了详细说明。仿真实例表明,该软件运行平稳,能清晰直观地展现机器人的避障过程。     

进排气调压系统半物理仿真程序的设计与实现

半物理仿真是仿真领域研究的热点和难点,在研究系统性能和控制策略时非常有用;为构建一个实时性较强的进排气调压半物理仿真系统,结合高空台调压系统的特点,提出了上位机、下位机+实物部件的形式组成半物理仿真系统,在上位机开发了仿真程序,基于PLC(Programmable Logic Controller)开发了此系统的下位机程序;实现了模型计算、数据采集、上下位机数据通讯及系统参数控制等功能;仿真试验表明,该系统的上下位机程序具有很好的实时性、精确性和稳定性。     

基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计

现如今,基于计算机仿真技术的自动化物流系统的设计开始普遍,人们开始对物流系统的自动化程度重视起来,发现计算机仿真技术在物流系统设计的自动化程序中效果非常好,所以人们开始加大力度研究基于计算机仿真技术的自动化物流系统的设计。本文探讨了计算机仿真技术以及物理系统的基本含义,我国的物流运作现状以及计算机仿真技术在物流系统的自动化程序里的应用,最后进行了总结。     

用Rung-Kutta算法仿真控制系统动态响应的研究

本文讨论的控制系统仿真方法是基于Rung-Kutta算法的快速数字仿真方法的实现。由于数字计算机引入控制系统,用计算机对实际系统进行仿真是一种有效的方法。其特点是周期短、费用成本低,但对于实际系统具有指导意义。     

某型直升机半物理仿真系统的设计

飞控计算机是现代直升机控制的不可缺少的部分。研制功能完善的高性能飞控计算机是直升机发展的重要一步；在飞控计算机应用到直升机上之前，需要对其进行较为全面的仿真测试；文章结合飞行控制律的设计，开发了用于对飞控计算机进行全面测试的半物理仿真系统；主要完成了模型的建立和仿真，研制了基于嵌入式操作系统VxWorks及仿真工具软件MATLAB的主仿真系统并进行了调试；通过对其开环和闭环的调试以及仿真结果的分析表明，该系统对发送的飞机姿态信息能够进行实时显示和处理。满足飞行品质技术指标要求。半物理仿真结果可真实可靠的反映直升机的飞行过程。     

Discrete dynamic simulation models and technique for complex control systems

The method for dynamic model synthesis and discrete simulation of complex hierarchical control systems is presented. The method provides integration of large data sets, monitoring data and expert knowledge with the process of simulation and analysis of system state dynamics, thus providing an extensible and evolvable environment and reuse of knowledge and simulation models. The method is based on the hierarchical state diagrams technique and control scenarios methodology. The general structure of corresponding computer simulation system is also proposed. We also outline general principles of computer realization of our simulation approach, and schemes of model-based knowledge representation. The proposed method is based on the object-oriented paradigm and is especially powerful in information-intensive environments.     

基于复杂模拟的战斗机系统失效敏感性分析

战斗机的系统试验往往成本较高，随着战斗机系统的日益复杂化，基于计算机模拟的表征系统失效信息的功能响应量计算也越来越耗时费力。针对此类基于复杂计算机模拟的敏感性分析问题，提出了一种结合Sobol方法和基于主动学习的Kriging模型的敏感性分析方法，称之为AK-S（Adaptive-Kriging-based Sobol）方法，AK-S方法通过Kriging预测来代替真实响应值计算，因而可以更加高效地计算各输入变量的敏感性指标并得到重要度排序。通过与直接蒙特卡洛法（直接法，MC）和传统Sobol法对数值算例的处理结果进行对比，AK-S方法的计算效率和精度得到了证明。最后，AK-S方法被应用于基于复杂模拟的实际工程案例的失效敏感性分析，并获得了敏感性指标。AK-S算法被证明在同等计算精度的条件下，其效率大大高于MC和传统Sobol法，能很好地解决工程中基于复杂计算机模拟下的失效敏感性分析问题。     

基于Simulink的航空发动机控制律设计与仿真

在航空发动机数控系统设计过程中,计算机仿真技术得到了广泛应用。基于计算机仿真技术,利用Matlab/simulink软件开发数字仿真平台,在某型涡桨航空发动机数控系统方案设计过程中,进行了模型的响应分析,设计了控制规律并进行仿真验证;根据仿真结果,改进设计了前馈补偿环节,并进行了仿真验证;搭建了该型发动机的全数字仿真环境,对控制规律进行仿真验证。通过数字仿真验证了控制规律的可行性,指导了数控系统方案设计。     

基于WinPE的嵌入式实时仿真系统的设计与研究

基于计算机仿真技术的发展理念,本文设计了基于WinPE的嵌入式实时仿真系统,该系统能在用户计算机上快速启动并建立起Windows模拟系统环境,高保真还原用户的当前操作系统,使之完成诸如木马病毒检测、系统诊断修复、软件评测、实时审计等任务,并可应用于构建网络安全模拟试验平台。本文设计了该系统的组成结构,提出了实现该系统的关键技术,包括嵌入式系统启动技术、普适驱动技术、系统激活技术和驱动离线注入技术,研究了实现该系统存在的难点问题并提出相应的解决方法。     

基于虚拟仿真软件技术的计算机网络实验教学体系

提出了基于虚拟仿真软件技术的计算机网络实验教学体系.该体系是在传统的计算机网络实验教学体系中引入虚拟化软件技术,可进而搭建验证性或综合性的网络实验平台.按照不同的实验类别来选择相应的虚拟仿真软件.这些虚拟仿真软件可以虚拟仿真各种类型的技术先进的真实物理设备、构建仿真的实验环境、快速恢复实验环境,对物理设备不会造成损害.