永磁同步电机控制器硬件在环半实物仿真系统开发

随着永磁同步电机应用日益广泛,驱动电机控制器的开发和测试成为制约伺服系统性能的重要因素。本文搭建了一个永磁同步电机控制器硬件在环半实物仿真平台,以实现驱动电机控制器的开发和测试。首先搭建了永磁同步电机、两电平三相电压型逆变器、旋转变压器的数学模型,在硬件平台上实现数学模型的编译和仿真,并与真实的电机控制器组成实时仿真系统。最后在一定工况下对系统进行实验。实验结果表明电机模型可以对外界条件做出正确的响应,并且各项参数指标的脉动范围正常,证明了本文所搭建的永磁同步电机硬件在环系统能够实现对真实电机控制器的开发和测试,具有缩短开发周期、降低开发成本、实验可重复性等优点。

综合航电系统半实物仿真技术研究

随着航空技术的不断进步,综合航电系统的复杂性和集成度日益提高,对其研发、测试和维护提出了更高要求。其中,机载设备的性能和作战能效评估至关重要。为了在地面进行有效评估机载航电性能和飞机的作战能效,文章分析了传统仿真方法的局限性,并探讨了半实物仿真技术在综合航电系统中的应用优势。进而,文章提出了一种基于半实物仿真技术的综合航电系统仿真方法,通过构建虚实结合的仿真环境,实现对系统的全面仿真和测试。实验结果表明,该方法具有可行性和有效性,拥有良好的实时性和准确性,为综合航电系统的研发和测试提供了新的解决方案。因此,综合航电系统的半实物仿真技术发展前景广阔,有望在未来的航空电子领域发挥重要作用。

分布式半实物环境实时弹道仿真步长自适应研究

在分布式半实物环境中,从工程实践的角度出发,基于数据分发服务(DDS)建立高性能弹道仿真环境。通过设计并实现仿真步长自适应的方法,进行实时弹道仿真计算。针对分布式半实物仿真环境的特点,提出了基于攻击机仿真环境和基于目标机仿真环境两种仿真方式。在采用同一种弹道仿真模型的情况下,通过对比分析两种方式的仿真实验结果,基于目标机仿真环境的方式稳定地提高了仿真计算频率,因此仿真结果精度较高,从而很大程度上提高了半实物仿真环境下实时弹道仿真的可信度。

硬件在环半实物仿真技术在注塑机料筒温度控制中的应用

基于注塑机料筒温度控制器算法性能测试中调试时间长、成本高、安全性差等问题,提出采用硬件在环(HIL)半实物仿真技术进行注塑机料筒温度控制算法性能测试,并基于NI Single-Board RIO 9623控制器设计注塑机料筒温度半实物仿真系统。通过分析系统结构,解决了系统搭建中涉及到的关键技术点。最后搭建该仿真系统并进行简单仿真测试,验证该系统设计方案是可行的。料筒温度半实物仿真系统通过Lab VIEW编程,编程快速、简单,运行效率高,人机交互更加方便,测试性能更加优越。

面向新型电力系统的数字实时硬件在环仿真综述

随着新能源的接入比例不断升高与电力电子设备的广泛应用,数字实时硬件在环仿真已经成为新型电力系统仿真分析的重要手段。在此背景下,综述数字实时硬件在环仿真的国内外研究现状,讨论提高仿真效率与精确度的关键技术,以及该过程中存在的疑难点。从数字实时硬件在环仿真的发展历史出发,首先讨论数字实时仿真的元件建模,包括Ron/Roff与L/C两类器件建模方法;随后归纳戴维南等效、诺顿等效与频率相关网络等值三类接口电路等效方法;接着讨论高速率并行算法、基于不同计算单元的仿真平台架构与硬件在环仿真的类型;然后总结典型数字实时硬件在环仿真的基本流程及其在新型电力系统中的应用实例,最后总结各类架构与算法的优缺点、适用场景。

基于Simulink的RTX实时环境导弹半实物仿真编程技术研究

为了编制实时、稳定运行的导弹半实物仿真程序,研究了基于Windows+RTX实时环境下编制导弹半实物仿真程序的技术。利用MATLAB/Simulink/RTW软件工具图形模块化设计导弹仿真模型,并转换成C语言程序;对C语言程序进行实时性改进和移植,形成能够在Windows+RTX实时环境下稳定运行的仿真程序;以某型导弹的半实物仿真为例,设计的仿真程序能在Windows+RTX实时环境下运行,验证了该方法的正确性、可行性。

基于实时网络的半实物仿真集成平台研究

半实物仿真试验是制导武器系统研制过程的重要手段。半实物仿真集成平台的构建是对原有仿真系统的扩充和升级,集成平台包括了DOS、Windows 2000和LABVIEW RT三种操作系统,反射内存和广播内存两类实时通讯网络。介绍了集成平台的硬件构成和主要设备功能,解决了半实物仿真集成平台中的实时网络性能指标测试、实时数据采集和LABVIEW RT下利用反射内存进行实时数据传输、实时网络接口计算机设计等关键技术问题。目前,该半实物仿真集成平台已经成功运用于某制导武器的半实物仿真试验中。

基于HLA半实物仿真平台体系结构的设计及实时性改进

基于HLA标准,设计了HLA半实物仿真平台的体系结构,解决了HLA应用到半实物仿真平台中遇到的实时性问题,设计了相关的接口程序,改善了基于HLA仿真系统实时性性能不足的问题。在接口程序的设计中,运用插值外推法和利用网络层进行传输相结合的方法,解决了由于RTI软件自身性能不足造成的实时数据传输过程中出现的数据包丢失和数据传输延迟的问题。

一种基于反射内存实时网络的半实物仿真系统

半实物仿真是样机研制过程中的一个重要环节,实时算法和通讯技术是半实物仿真系统的关键技术。该文首先介绍了VMIC反射内存实时网络的特点,然后详细介绍了基于反射内存实时网络半实物仿真系统的软硬件组成、功能,以及水下航行器控制系统半实物仿真的系统结构,最后给出了半实物仿真结果。仿真结果表明,采用实时网络的半实物仿真系统,大大地提高了仿真帧频,减小了多种仿真设备信息传输中的信号干扰。基于反射内存实时网络的半实物仿真系统,具有模块化结构的特点,配置灵活,便于扩充、升级和软件移植。

基于数字化虚拟电机硬件在环实时仿真测试

提出了一种基于数字化虚拟电机闭环控制的半实物仿真测试平台。为了更精确地模拟内置式永磁同步电机(IPMSM)宽调速、高转矩的运行特性,基于现场可编程门阵列(FPGA),构建一种考虑电感饱和效应的IPMSM硬件在环(HIL)数字化电机仿真平台。利用有限元计算及Verilog语言编程,建立IPMSM及逆变器模型,整个系统的仿真步长为1μs,逼近真实工况。控制器方面使用与Simulink无缝连接的快速控制原型,对数字化电机采用传统的最大转矩电流比(MTPA)与弱磁控制相结合的控制策略。得到了数字化电机闭环控制的试验波形,讨论了电感饱和效应对传统定参数模型控制效果的影响,体现了这种半实物仿真测试平台作为一种测试控制器算法的可行性和优越性。

基于Windows NT开发实时半实物仿真的研究

半实物仿真是许多研究领域中不可缺少的手段，实时性是半实物仿真的重要属性。Windows NT是目前最流行的操作系统，在Windows NT下实现实时系统是一个热点问题。该文列举了Windows NT相对于实时系统的局限性及主要的处理方法，然后提出了一种利用面向对象技术在Windows NT上实现实时半实物仿真的解决方案。

基于FPGA的模块化多电平换流器实时仿真建模与硬件在环实验

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）实时仿真平台可用于工程投运前控保装置的开发和测试,具有重要的指导意义。实际工程中MMC每个桥臂由大量子模块级联组成,给实时仿真带来巨大挑战。该文设计一种基于现场可编程门阵列（field programmable gate array,FPGA）的MMC实时仿真建模方法,利用FPGA的并行特性实现MMC阀组的实时仿真计算,并将计算结果等值为RTDS小步长下的受控戴维南支路。将每个桥臂的子模块进行分组,每组通过FPGA流水线架构提高计算效率。通过与PSCAD/EMTDC下搭建的双端21电平模型在稳态、交直流暂态过程的仿真结果进行对比,验证所建FPGA模型的仿真精度,并与外接物理控制器进行硬件在环实验。实验结果表明,该模型可外接控制器,适用于系统级、阀级控制保护装置调试、大电网实时仿真等领域。

基于实时网络的激光制导武器半实物仿真系统设计

介绍了广播内存实时网的特点、软硬件组成和主要技术指标 ,对采用广播内存实时网组建的某型激光制导武器半实物仿真系统的功能、软件和硬件系统的组成进行了说明。

基于RTW的半实物仿真环境研究与应用

本文提出了一套基于Matlab／Simulink／RTW的全新的半实物仿真方案,实现了系统设计、数字仿真和目标实现的一体化,使控制系统在理论设计与Matlab数字仿真后无需编程即可快速进入半实物仿真实验阶段;探讨了其中关键技术问题的解决方法。以吊车控制系统设计和半实物仿真为例,验证了该方案具有效率高、费用低、实时监测系统的动态过程、在线实时修改参数和界面友好的优点。

基于半实物仿真技术的复杂电系统设备检测平台的硬件设计

就复杂电系统检测平台的硬件设计提出一种通用的解决方案。这种基于半实物仿真技术与虚拟仪器技术的通用检测平台设计方案可以根据待测设备特性进行适当配置,有效降低开发难度,缩短研发周期。以iFE公司的一款地铁门控单元测试平台开发为例,给出了具体的使用思路与配置方法。

电力牵引传动系统微秒级硬件在环实时仿真

为满足电力牵引传动系统高速实时仿真的需求,分析了交直交牵引传动系统的结构及其原理,建立了现场可编程门阵列硬件在环(HIL)仿真模型,其中包含单相脉冲整流器、中间直流回路、三相两电平逆变器以及异步电机四部分。对于含有开关器件的结构——逆变器和整流器,分别推导出它们不同状态下各自开关函数的逻辑表达式,考虑了变流器电流过零点时的换流情况。采用状态方程及矩阵方程分别对变流器以及异步电机进行建模,并将数学模型集成在FPGA中加以实现,在RT-LAB实时仿真器上进行HIL仿真,验证了仿真平台的正确性。由于采用FPGA模拟牵引传动系统,充分发挥了其善于并行计算的特性,大幅缩短了仿真的步长,突破了中央处理器速度限制,实现了微秒级系统模型实时仿真,提高了HIL仿真系统的响应速度以及准确度。

光伏模拟器半实物仿真平台设计与实验验证

针对难以利用实际光伏电池组成试验平台进行光伏系统研发的问题,设计并搭建了一种用于模拟光伏组件的半实物实验仿真平台。平台主要包括通用实时仿真器(UREP)、双核控制器以及由多组电压可控的IV象限变流器构成的物理装置。仿真器与Matlab/Simulink软件较好兼容,建模操作简易直观,模型可直接下载编译到仿真器运行,省去了烦琐的嵌入式开发过程。控制器采用双核技术,在发送控制信号的同时可对电压、电流采集信号进行实时反馈。通过对光伏组件伏安输出特性进行仿真模拟,初步验证了所提实验平台的可行性。该平台通用性和实时性良好,开放程度较高。

小型无人机飞控系统半实物仿真平台实时性研究

实时仿真是半实物仿真的基本要求。为了评价某小型无人机飞控系统半实物仿真平台的实时性,提出了实时性的评价指标,研究了仿真平台各组成部分对实时性的影响,并给出了实验数据。该数据对评价无人机飞控系统半实物仿真结果的可信度有一定参考价值。

半实物仿真系统的实时性分析

该文从半实物仿真的实时约束条件出发，首先从机器时间的物理机理上研究其数学模型，接着分析机器时间的软件实现，即时间函数的特性，然后又回到半实物仿真系统上，分析半实物仿真系统的时间模型特点。

半实物仿真系统中的实时控制技术

从三个时间定量指标出发 ,对半实物仿真中实时控制技术作简要的总结。首先从仿真帧时控制的角度介绍了帧时平衡、进程调度、时间同步和实时通信技术 ,然后从仿真过程控制的角度对几种典型的仿真控制框架加以分析 ,并分别给出了具体的精度指标。