基于BOOST和ADAMS的柴油机热力学与动力学联合仿真技术

柴油机作为一种热力学过程与运动学、动力学过程同时存在的动力机械,单领域的仿真无法全面地反映柴油机的整体性能。以6L2131型中速增压柴油机为研究对象,实现了基于AVL—BOOST的热力学仿真计算和基于ADAMS的曲柄连杆机构运动学、动力学仿真计算的联合仿真,为柴油机性能的仿真提供了一种新的方法。     

四线同步串口在CCD成像系统中的应用

三线同步串口传输方式具有简单可靠、实现容易、占用线缆少等优点,为了适应线阵CCD双端输出的高速成像模式需求,本文引入了DDR(Double Data Rate,双数据速率)读写方式,对三线同步串口进行改造,探讨如何在较低时钟频率下达到较高的传输带宽,提出了基于DDR的四线同步串口设计,当同步帧使能信号有效时,同时传输两组具有固定时延的数据,在接收端设计合适的缓存协议,实现了图像高速串行传输。该设计的程序编码比较简单,不过多增加传输线缆的负担,易于软硬件实现和工程应用。     

对集中匹配电路加载天线的扩展FDTD场路协同计算

扩展FDTD（Finite-Difference Time-Domain,时域有限差分）算法将流过集总元件的电流密度加入到麦克斯韦旋度方程中,以迭代计算方式实现对电磁场和电路混合系统的协同计算。本文介绍了扩展FDTD的原理和嵌入不同集总元件的迭代公式。以一款馈电端口加载有集中匹配电路的微带双偶极子天线为例,采用扩展FDTD算法仿真了该天线和匹配电路混合系统,仿真中通过将微带馈线直接插入CFS-PML（Complex Frequency Shifted Perfectly Matched Layer,复数频率偏移完全匹配层）,以两次FDTD运算提取了该混合系统的S11参数。加工制作了该加载天线并进行了实验测试,结果表明：基于扩展FDTD的协同计算和实验测试结果吻合良好,协同计算准确地获取了加载集中匹配电路后,微带偶极子天线的谐振频点偏移和S11曲线变化。     

基于Fuzzy-PID控制的调平支腿精确定位的仿真研究

在某型装备多支腿调平过程中,调平液压支腿定位精度和调平策略的选取是影响调平系统整体性能的两个重要因素。为了提高调平系统的整体性能,提出了基于Fuzzy-PID控制器提高单个液压支腿定位精度的方法。利用AMESim及SIMULINK联合仿真技术建立了某装备调平系统的单个液压支腿回路仿真模型和Fuzzy-PID控制器模型,并进行了联合仿真,结果表明,Fuzzy-PID控制器具有较强的鲁棒性,稳态精度高,对时变性和非线性较强的系统具有很好的控制效果。     

Real-time controller hardware-in-the-loop co-simulation testbed for cooperative control strategy for cyber-physical power system

Various distributed cooperative control schemes have been widely utilized for cyber-physical power system (CPPS), which only require local communications among geographic neighbors to fulfill certain goals. However, the process of evaluating the performance of an algorithm for a CPPS can be affected by the physical target characteristics and real communication conditions. To address this potential problem, a testbed with controller hardware-in-the-loop (CHIL) is proposed in this paper. On the basis of a power grid simulation conducted using the real-time simulator RT-LAB developed by the company OPAL-RT, along with a communication network simulation developed with OPNET, multiple distributed controllers were developed with hardware devices to directly collect the real-time operating data of the power system model in RT-LAB and provide local control. Furthermore, the communication between neighboring controllers was realized using the cyber system model in OPNET with an Ethernet interface. The hardware controllers produced a real-world control behavior instead of a digital simulation, and precisely simulated the dynamic features of a CPPS with high speed. A classic cooperative control case for active power output was studied to explain the integrated simulation process and validate the effectiveness of the co-simulation testbed.     

基于单神经元PID调节的弹跳机器人落地姿态控制

为解决弹跳机器人在落地前的姿态控制问题,将单神经元PID调节技术运用到机器人飞行姿态控制中,使机器人底面在落地前能够与地面调节至平行关系,以利于机器人稳定落地。根据控制要求,在对机器人"弹跳—落地"过程以及飞轮调节系统数学模型分析的基础之上,讨论了机器人空间姿态角变化与飞轮旋转角之间的关系,建立了基于机器人姿态角反馈的飞轮旋转输出力矩的单神经元PID调节控制方案,最后给出了在这种控制方案下基于Adams与MATLAB的联合仿真结果。该仿真结果表明,在落地前,通过飞轮输出力矩的变化,机器人底面能够与地面逐渐调节至平行关系,从而稳定落地。同时,仿真结果也为弹跳机器人在空间任意姿态角时的精确控制的进一步研究提供了理论基础和研究依据。     

片上系统设计中软硬件协同验证方法的研究

讨论一种面向片上系统(SOC)设计的基于指令集模拟器和硬件模拟器的软硬件协同验证方法。该方法能够在SOC设计的早期对整个系统功能进行验证,能够为设计者提供一个纯虚拟的软硬件协同验证环境。重点讨论协同模拟过程中软硬件交互事件的产生和处理方法,以及软硬件模拟器之间的同步和优化方法,并且给出了事件驱动硬件模拟器的协同模拟控制算法。最后给出了一个基于ARM7TDMI的设计验证实例。     

全液压自动猫道举升系统控制策略研究

举升系统是动力猫道的核心部分,其连续性和平稳性是影响动力猫道性能的关键因素。液压马达和双作用液压缸共同作用的举升系统是一个双输入单输出耦合非线性系统。钻杆上钻台面时与地面夹角为控制变量,为实现举升过程的连续性,要求其角度稳定在设定角度上钻台面。对举升系统进行速度分析,得到两个输入变量和输出变量的关系式;对速度关系式进行线性化处理,就控制效果和可行性,对控制策略进行比较,并确定马达变速—双作用液压缸变速的控制方式;通过LMS Virtual.Lab Motion和AMESim的联合仿真,分析举升过程的平稳性和受力情况。结果表明:该控制方式是可行的,满足实际要求。     

超高压微流量泵的刚柔耦合动力学分析

柱塞杆与偏心轮是超高压微流量泵的主要受力零件,成为主要研究设计对象。利用Pro/E建立三维实体模型,通过ANSYS获得关键零件的模态中性文件(MNF)。ADAMS与ANSYS联合仿真实现了主要零件的应力、应变分析,缩短了产品的研发周期及降低了研发成本。     

捕捉缓冲机构刚柔耦合多体动力学仿真研究

大部分动力学仿真分析采用的都是刚性构件，在现实生活中把构件看成刚性系统来处理可以满足要求，但这忽略了构件变形的影响。为了得到更真实有效的数据，就必须把模型的部分构件看作柔性体来处理。为研究某捕捉缓冲机构的动力学性能，从理论层面介绍动力学的研究方法和刚柔耦合研究的整体思路，并利用ANSYS和ADAMS导出的MNF文件和LOD文件，从刚柔耦合多体动力学的角度对捕捉缓冲机构进行了综合实验分析和对比。通过刚柔耦合研究实现了动力学和结构学的联合仿真，得到了更精确的仿真数据，在获得动力学测量数据的基础上又获得了结构学数据，使仿真结果更为全面，同时也为对结果要求较高的多体动力学工程仿真问题提供了参考。