双十字路口交通灯控制Stateflow和App Designer仿真

为培养学生能够独立从事自动化相关领域的工程设计、应用研究,解决自动化领域复杂工程实施过程中遇到的关键技术问题,以双十字路口交通灯为研究对象,为计算机辅助建模与仿真类课程设计了一个综合性教学案例。教学案例主要内容为双十字路口Simulink/Stateflow建模与基于Matlab App Designer的交通灯控制可视化仿真。通过此教学案例的实施,明显提高了学生对Matlab的综合应用和工程设计能力,并为后续课程“单片机原理及应用”和“电气控制和PLC”作铺垫。

基于Stateflow的焊接机器人协同规划策略

为了减少多焊接机器人协同规划过程的时间以及算力需求,提出了基于有限状态机理论的多焊接机器人协同规划方法。以汽车侧围总成为焊接对象,使用混合遗传-引力搜索算法(Genetic Algorithm-Gravitational Search Algorithm,GA-GSA)求解工作单元中各焊接机器人焊点分配问题,完成焊接路径规划。确认焊接过程中各焊接机器人间碰撞区域,以精确建立互斥区域,使用Stateflow工具对多焊接机器人系统进行建模与仿真。根据实际工况设置系统中各焊接机器人优先级输入以及每个焊点完成焊接任务所需时间,可得该工况下系统中焊接机器人动作最优调整方案。通过2个仿真案例验证了该方法的可行性与有效性,结果表明该方法可以快速有效地完成多焊接机器人协同规划。

基于Simulink/Stateflow的纯电动汽车整车高压上下电分步式控制策略设计

聚焦于提高纯电动汽车高压系统在上电、运行及下电过程中的安全性与可靠性,以整车域控制器为核心,基于Simulink/Stateflow环境设计一种分步式高压上下电控制策略。该策略针对车辆在行车、充电、24 h监控及DC/DC自动补电状态下的特点实施精准的高压上下电管理,并在硬件在环测试平台上通过了有效性的验证。

基于Stateflow的步进电机模型的代码生成技术研究

基于DSP的传统电机驱动代码的开发周期长、效率低、实现比较复杂。针对这一问题,文章提出利用Mathworks公司研发的Embedded Coder工具箱辅助DSP实现步进电机的代码生成。文章介绍了步进电机结构和串口通信机制,以及Embedded Coder和Stateflow实现步进电机代码和自定义UART通信协议代码的生成方法。本研究通过使用Stateflow设计步进电机代码模型,并利用Embedded Coder工具生成步进电机的执行代码,实现Simulink环境下DSP程序调试与步进电机系统开发。

一种将Simulink/Stateflow模型改造成HLA成员的方法

介绍了将Simulink/Stateflow模型改造成HLA成员的意义、方法和过程,对Simulink/Stateflow 模型转化为HLA成员的机理,以及实现过程中的关键技术,包括模型外部接口的对象化封装、HLA外壳程序(HLA-wrapper)、基于Simulink/Stateflow的仿真成员的程序结构、运行时间接口(run-time interface)调度程序的修改、模型运行时间的管理作了阐述,并描述了一个自行开发的将Simulink/Stateflow模型自动转化为HLA成员的软件工具SMIT(Simulink Model Import Tool),包括其用例描述(use-case),程序结构等。

Stateflow在巡航导弹仿真中的应用

介绍了Stateflow的基础知识和基本用法以及基于Stateflow的巡航导弹仿真建模方法。Stateflow是一种基于MATLAB/Simulink和有限状态机理论的图形化离散事件仿真环境,巡航导弹分段弹道模型和制导引信系统都可以很方便的用Stateflow进行建模,使系统仿真更加直观,便捷。

基于Simulink/Stateflow的无人机多模态飞行控制律仿真

为了验证无人机多模态飞行控制律设计的正确性,采用Simulink/Stateflow建模仿真方法;以某小型无人机为研究对象,首先在小扰动线性化模型基础上,设计了纵向和侧向多模态控制系统结构,并给出了相应的控制律,然后根据传统的频域和根轨迹的方法确定了各个控制器参数,最后通过Simulink/Stateflow完成整个飞行剖面的仿真,结果表明该方法能直观简洁地实现多模态之间切换的控制逻辑,模态控制误差均满足国军标要求,验证了所设计的多模态控制系统的正确性。

基于Simulink与Stateflow的船舶避碰决策支持系统仿真

在Simulink仿真环境下构建了一个自动避碰系统模型,模型中的避碰方案是以实际海员避碰行为为原型设计的,其避碰行动指标是在参考避碰行动统计研究后设定,并且符合国际海上避碰规则。此自动避碰系统模型是以层次化模块图的方式构建,模块化的设计使其灵活性较强,里面的避碰指标参数、船舶控制算法、船舶数学模型都可以根据需要进行调整和修改,并且在参数改变后可以立即在可视化模块中观察避碰结果。

Simulink/Stateflow的AUV群体协作合同网快速原型仿真

基于合同网的AUV群体协作系统是一个混合系统,既包括合同网任务分配这一离散事件驱动模型,又包括AUV运动学模型。在研究合同网任务分配方法的基础上,提出了基于Simulink/Stateflow的AUV群体协作合同网快速原型的建立与仿真方法,实现了基于Stateflow的合同网任务分配模块与基于Simulink的AUV运动学模块的混合仿真,并给出了有、无合同网的仿真对比。仿真结果表明,该方法能够简单、快速和形象地模拟AUV系统的协同作业过程,是验证任务分配方法和分析效能的有效手段。

基于Stateflow与排队论的应急医疗救援仿真系统的设计

目的设计并实现一种应急医疗救援仿真系统,通过模拟不同条件下的救援过程,为优化救援策略与医疗资源配置提供参考。方法利用Stateflow工具构建包括伤员到达、检伤分类(分为"紧急组"和"非紧急组"两类,记为A类和B类)及救治模块的主模拟单元,然后添加相应的事件及响应函数。在Simulink中建立系统参数输入与特性显示单元,最后模拟并分析两种救援策略下的伤员救治过程(策略1:B类伤员进入等待人数最少的救治模块等待救治;策略2:B类伤员进入救治模块工作量最少的救治模块等待救治)。结果系统能够模拟不同策略的医疗救援过程。两种策略中,A类伤员均能得到及时救治;策略1中B类伤员等待时间短但救治人员工作强度大,策略2中B类伤员等待时间较长但救治人员的工作强度低。结论通过对实际难以展开的应急医疗救援过程进行模拟,验证了系统的可行性、有效性;不同救援策略在伤员等待时间与救援人员工作强度方面各有优劣,实际救援中指挥人员可将两种策略结合使用,以实现伤员等待时间与救援人员工作强度间的动态平衡。

动态控制元结构的建模及其在StateFlow环境下的仿真

针对我们提出的动态控制元结构新理念,进行层次组合和并列结构扩展,并论证扩展后的系统的控制特性,从而使得所构建的整个系统能同时满足功能需求和控制需求。在上述设计思想基础上,以瓷砖分布式制造作为系统原型,选取设备单元为动态控制元结构,构建了整个系统,并用Matlab/stateflow对整个系统构建和运行全过程进行仿真,仿真结果验证了该理念的正确性和可行性。

Stateflow在飞行器建模仿真中的应用研究

传统的飞行器控制逻辑建模方法过程繁琐,缺乏直观性.以某无人机为研究对象,利用Stateflow建立控制逻辑模型,结合Simulink,建立无人机全系统模型.并对所建立的控制逻辑模型进行仿真验证.仿真结果表明,基于Stateflow的建模方法可以完成飞行器逻辑建模任务,为飞行器控制逻辑建模提供了一种新的设计途径.

基于Stateflow的设备维修过程仿真研究

设备维修是工业企业的一项复杂工作,提高设备维修的效率对减少维修周期、节省企业成本具有重要意义。针对传统计划评审技术(PERT)在设备维修过程工期计算和关键路线分析等方面的局限,提出了基于Stateflow的设备维修过程仿真方法,进行了实例分析。仿真结果表明,基于Stateflow的仿真分析方法能够有效评估设备维修过程的完工时间和关键线路的分布情况,具有可视化、流程化和层次化的特点。

基于量子框架和Stateflow模型的嵌入式系统软件设计

基于模型的设计是目前嵌入式系统软件设计的发展趋势,对嵌入式系统建模和根据模型自动生成代码是其关键技术。量子框架作为一种事件驱动型的基础框架,可以作为嵌入式软件运行的支撑平台。Stateflow模型适用于描述嵌入式系统的逻辑控制功能,利用RTW工具可以直接从该模型自动生成C代码。以某飞行控制系统为应用实例设计其活动对象和事件,针对时序控制功能建立Stateflow模型并进行仿真,最后自动生成C代码与量子框架集成,从而实现飞行控制系统的软件设计。研究表明:量子框架较好地支持了Stateflow模型自动生成的代码,两者结合可以实现基于模型的设计在嵌入式系统软件设计中的应用。

基于Stateflow/Simulink的末制导系统仿真

针对末制导过程中复杂的逻辑监控问题,提出基于Stateflow技术的事件响应仿真模型。并结合末制导过程的制导方式,利用Simulink构建视线模块和制导规律模块。在仿真环境中,两者可以直接进行连结。所构建的模型可以很方便拖嵌到全系统仿真模型之中。仿真实验结果验证该仿真模型具有正确性、实用性和兼容性。

基于Stateflow的风电机组主控系统设计与仿真

针对手工编程方式开发风电机组主控系统难度大、可靠性差的缺点,应用图形化仿真工具设计风电机组主控系统.介绍了风电机组主控系统的基本控制策略,基于MATLAB/Simulink/Stateflow平台实现了风电机组4种工作状态的转换.以某2 MW风电机组为例,建立了风电机组主控系统仿真模型并进行了仿真.设计过程和仿真结果表明,这种方法直观性强,能够更加便捷地进行系统的设计与仿真.

基于Stateflow的复杂可修系统的建模与仿真方法

介绍了应用Stateflow对复杂可修系统进行建模与仿真的方法。首先,对复杂可修系统与Stateflow相关概念进行了简单介绍。然后,利用有限状态机理论与面向对象编程思想提出了建立基于Stateflow复杂可修系统模型的思路、分析步骤、难点问题的解决以及参数统计模型;最后,使用Stateflow对一类复杂可修系统进行了具体的建模与仿真。仿真结果表明,基于Stateflow的模型与仿真能够有效地评估复杂可修系统的可靠性参数特征,并具有可视化、流程化和层次化的特点。

基于Stateflow的动力电池均衡仿真研究

动力电池的均衡控制作为电池管理系统(BMS)的一项关键技术,决定了电池组的使用效率和寿命。采用一种基于电感的双向非能耗型均衡控制电路,结合Stateflow技术,在MATLAB中完成了对该电路的仿真。结果表明,该控制电路能快速实现电池间电量的均衡。

基于Stateflow的水下航行器容错控制设计

介绍了水下航行器的深度控制方式,并针对姿态传感器的故障提出了一种基于Stateflow的水下航行器深度容错控制方法。

基于Simulink与Stateflow的红外图像边缘检测系统设计

基于模型设计方法实现基于细胞神经网络的红外图像边缘检测系统。将Simulink,Stateflow设计方法与CNN的设计理论相结合,建立CNN IP核模块。接着采用串行结构搭建图像输入、输出模块,达到可视化实时仿真及代码自动生成。仿真结果表明,基于模型的设计方法取得了较好的效果。在Xilinx公司Virtex-6系列的FPGA平台上,综合后占用极少资源的情况下达到了142.693 MHz的最高频率和7.927 Mpixel/s的处理速度。