“控制系统仿真与CAD”教学改革与探索

为突出"控制系统仿真与CAD"课程培养学生实践动手能力的目的,本文对该课程的教学方式进行改革探索,主要涉及教材选用、启发式教学、实践教学、考核方式等方面。通过教学改革,取得了较好的教学效果。

控制系统仿真与CAD课程双语教学实践与思考

针对控制系统仿真与CAD(计算机辅助设计)课程双语教学过程中存在的主要问题进行分析,并提出解决问题的途径和方法。结合该课程双语教学的实践,从改善教学手段、调动学生积极性、完善考核评价体系等方面进行全方位、多层次的探索实践与思考,以期推动高等教育质量的全面提升。

控制系统仿真与CAD课程双语教学探索与实践

双语教学是高校教学的发展趋势,是国际化教育的重要组成部分。针对控制系统仿真与CAD课程的特点和专业需求,对该课程双语教学模式进行探讨与实践,并提出了一些改进的措施和方案。

《控制系统仿真与CAD》课程改革与教学方法研究

本文分析了《控制系统仿真与CAD》课程的教学内容特点，详细阐述该课程建设中教学方式的改革与完善，论述该课程的拓展和延伸内容。针对本课程的双语教学方法，提出一些教学思路和方法，为《控制系统仿真与CAD》课程的建设提出了比较新颖的教学理念并提供了一种有效的教学模式。

建筑类高校“控制系统仿真与CAD”课程教学改革探讨

近年来随着MATLAB等计算机辅助设计软件的快速发展,将仿真软件应用与基础理论知识结合已成为大学工科专业课程改革的趋势。该文针对"控制系统仿真与CAD"课程教学过程中存在的问题,结合建筑类应用型本科院校的实际情况,对课程教学的改革进行了探索性研究,并应用于实际教学中,达到了良好的效果。

海参捕捞机器人运动控制系统的仿真研究

随着水下机器人技术的发展,海参捕捞机器人将逐渐取代费时费力的人工捕捞作业。但是海参捕捞机器人的运动控制精度一直影响其运动稳定性和捕捞效率,一方面是由于海底的作业环境恶劣多变,机器人的结构功能复杂;另一方面是随着海参的累积,机器人的参数发生改变,原有控制模型的控制精度下降。为提高海参捕捞机器人的运动控制精度,在综合考虑机器人各种载荷的基础上,还考虑了海参对机器人造成的干扰,建立更加全面的机器人动力学模型;并运用模型预测控制理论和非线性干扰观测器对机器人的运动过程进行模拟分析。通过分别模拟机器人的定深下潜、运动姿态保持、路径跟踪和载重上升运动过程,定量分析机器人的运动控制精度,最后构建一个系统全面且精度较高的海参捕捞机器人运动控制系统。

基于EP2002制动系统的地铁列车制动仿真控制系统

[目的]为解决EP2002阀内部高度集成,无法实现内部故障注入的问题,设计了一套能够正确反映EP2002制动系统作用机制的地铁车辆制动仿真控制系统,用于地铁列车制动系统的故障仿真与人员培训。[方法]介绍了EP2002阀系统的气路结构与作用机制,从电路部分和气路部分分别阐述了基于EP2002的地铁列车制动仿真控制系统总体方案。基于AMESim仿真软件,分别对EP2002制动系统与地铁列车制动仿真控制系统进行了常用制动与紧急制动下的气路仿真试验,从而验证二者制动特性的一致性。[结果及结论]基于EP2002的地铁列车制动仿真控制系统总体方案使用基本气路元件构建出具有同等特性的EP2002阀等效单元气路。对气路中较为复杂部分,基于容腔充放气的数学模型采用时间步长仿真法使用软件虚拟仿真对其进行等效。使用基于STM32F107单片机的控制单元实现对气路部分的监测与控制,同时负责各个EP2002阀等效单元之间的通信。地铁列车制动仿真控制系统采用与EP2002制动系统相同的组网结构,多个EP2002阀等效单元通过CAN总线与车辆总线组网构建起基于EP2002制动系统的制动仿真控制系统,以较为低廉的成本实现了对整列车制动系统的仿真。AMESim模型仿真结果显示:地铁列车制动仿真控制系统能够以较快的响应速度与较高的控制精度,将制动缸压力控制在目标值,其制动外特性与EP2002制动系统完全一致。

基于Matlab的电阻炉温度控制系统仿真

电阻炉作为重要的工业加热设备对部件进行热处理,是一种利用电流通过电阻材料发生热能的加热炉,电阻炉在机械领域主要用于金属的锻压前加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧及退火、熔点低金属熔化等。电阻炉与火焰炉相比具有结构简单、炉温均匀、加热质量好、便于控制、无噪声等优点。作为重要的热处理设备,电阻炉的温度控制直接关系到生产产品部件的质量和精度。但电阻炉的温度变化具有较强的时滞性以及惯性,因此建立有效的温度控制系统提升电阻炉的温度控制水平具有重要的意义。先分析了模糊PID算法的原理,然后基于SX-10-12型号箱式电阻炉介绍了温度控制系统的整体设计方案、硬件设计以及软件设计,并在Matlab仿真环境下对温度控制系统的运行情况进行论述,旨在提升电阻炉温度控制的自动化水平。

无人水面艇自主航行控制仿真系统研究

无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)具有系统复杂、试验区域受限、算法验证实艇效率低等问题,因此,设计一套无人艇仿真模拟系统,具备算法验证、任务推演、数据回放等功能,能加快开发速度,提高试验效率,降低试验成本。该仿真模拟系统集成了5个模块:显控模块用于地图显示、全局航路规划和数据显示等;操纵性运动模型模块主要采用三自由度响应数学模型;环境信息模块主要实现对环境感知数据真实模拟;航行控制模块主要实现无人艇航路跟踪以及航向、航速精确控制;避障模块根据航行态势进行实时避障。该仿真系统中各模块之间相互独立,可进行模块的更换和参数设置,仿真试验结果表明,该仿真系统可以为自主航行算法开发和任务推演提供可靠的验证过程和结果。

一流课程背景下“控制系统仿真技术”课程建设

针对重智育轻德育、重知识轻能力、重教师轻学生和重结果轻过程四大痛点问题,基于一流课程的建设要求,提出以学生发展为中心、以能力培养为目标、以课程建设为抓手、以持续改进为保障的“四位一体”教育理念,融合学科专业知识、工程情景知识、能力要素和思政素质,实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。从弘扬民族自豪感、增强科研报国的责任感、提升专业认可度等多方面进行思政教育;将热点工程问题、学科前沿动态等与课程知识相结合,运用数学思维深度挖掘知识背后的原理,培养学生解决问题的能力;调整课程内容与课堂组织形式,实现了学生中心地位的转变;加大过程性考核的比例,实现以学生为中心的精准教学。经过课程改革,学生高阶能力有效提升,课程建设和教学团队建设成果丰硕。

CAD在自动控制系统设计中的应用

阐述电子CAD的定义,探讨电子CAD在电气自动控制中的应用,包括电路原理图设计、电路仿真、印刷电路板(PCB)布局设计、系统性能评估。分析电气自动控制中的电子CAD发展趋势。

基于通信系统的轨道交通列车运行控制仿真教学研究

轨道交通不仅能减少污染,同时还能降低能耗,提升陆运的运输能力。如何开发更智能、更高效的列车运行控制系统,是当下轨道交通中的热点。针对列车控制系统中存在的数据信息传输干扰问题,研究在列车自动控制系统(CBTC)的基础上构建了列车运行控制系统模型。结果表明,在控制系统的链路构建中模型方法比现行方法的链路始终多1条,这样信号数据传输的稳定性更高。同时利用实际运行时间和仿真运行时间进行对比,以验证模型方法的运载效率。通过对比上行、下行的实际、仿真用时,发现仿真在没有超速的情况下,提高了运行的平均速度,其中上行、下行分别提高了3.93km/h和2.32km/h。这说明模型方法能够在稳定数据传输的同时,确保高效的运载能力,能够为轨道交通列车的运行控制提供一个新的思路。

电力系统仿真与控制技术在新能源系统中的应用

阐述电力系统仿真与控制技术在新能源中的集成、传输和优化利用特点,分析在可再生能源、智能电网和储能技术中的应用。基于案例分析,验证该技术在新能源系统中的有效性和可行性。

工业控制系统半仿真自动化测试探究

为解决工业控制系统常规手动测试效率低、在线测试不充分的问题。阐述了工业控制系统半仿真自动化测试的原理与架构,设计自动化测试脚本语言、接口模拟器脚本处理程序,提出了新型自动测试系统,实现了自动生成测试脚本、自动运行测试脚本,提高了工业控制系统的测试效率与测试充分性。

基于AMESim和Simulink联合仿真的定量泵-变量马达系统转速控制研究

本文使用了AMESim和Simulink软件构建了定量泵-变量马达系统仿真模型,用于定量泵-变量马达系统的分析,并采用Simulink为主的联合仿真方法。进行了PID和模糊PID两种控制策略的比较研究。结果表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制策略在系统响应时间和稳定性方面表现更出色,尤其在恒转速控制方面表现更佳。

基于CarSim/Simulink的计算机控制系统综合实验设计

针对计算机控制系统课程中控制算法设计与仿真实现,设计了基于CarSim/Simulink的控制综合实验方案。以4轮独立驱动小车为对象,要求学生熟悉其基本工作原理,并在非线性动力学模型基础上,进行局部线性近似,设计反馈控制器,模拟小车控制。使用CarSim仿真软件可直观地模拟调整4轮独立驱动小车的质量、质心位置和转动惯量等,实现个性化选择,搭建车辆模型;与Simulink接口互通,在Simulink中完成控制算法。实验设计旨在使学生夯实计算机控制系统的理论基础,并逐步过渡到控制工程,理论联系实际,培养其解决复杂工程问题的能力。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明:该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。

线控制动系统设计与分析虚拟仿真教学平台

无人驾驶汽车线控底盘的设计方法与性能分析是车辆工程专业新工科教学的重要内容。本文为清晰展示线控制动系统的结构设计和性能分析过程,融合多款软件开发了用户界面友好的虚拟仿真教学平台。基于MATLAB GUI完成了平台人机界面设计,编写了回调函数,进行了线控制动系统的详细设计;基于AutoCAD设计了关键零部件的二维图纸;基于SOLIDWORKS搭建了三维模型;基于ANSYS进行了制动盘等关键零部件模态分析和瞬态力学性能分析。平台实现了设计过程与性能分析有效联接、可视化、直观显示,提升了学生面向新工科的线控底盘创新设计能力和性能分析方面的工程应用能力。

压铸机全闭环计算机实时控制联动系统研发

本文致力于研发一种全闭环计算机实时控制联动系统,以提升压铸机的工作精度和效率。通过深入分析压铸机的工作原理,设计了一个全闭环计算机控制系统,实现了对关键参数的准确监测和精确调控。通过实际压铸实验,证实了该系统在提高铸件质量、降低废品率和提高生产效率方面的显著效果。本研究为压铸行业提供了一种先进的控制方案,有望推动压铸技术的发展。