基于AMEsim-Simulink/Stateflow联合仿真平台的控制策略建模和车辆性能仿真

基于AMESim-Simulink/Stateflow联合仿真平台,对混联式液压混合动力车辆的传动系统与车辆控制器进行建模。根据车辆的预期行驶状况、蓄能器的压力情况与需求扭矩的变化,实时切换车辆不同的液压混合动力工作模式,采用CYC_1015车辆循环工况对其进行模拟分析。仿真结果表明,采用混联式液压混合动力驱动系统可明显提高车辆的燃油经济性,同时满足车辆的制动效果和动力性能。

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。

混动叉车势能与制动能量联合回收系统设计及AMESim-Simulink仿真分析

针对混动叉车频繁升降及起停制动造成能量损耗严重等问题,聚焦混动叉车势能回收与行车时双动力能源分配控制策略能效提升的关键技术,进行了混动叉车势能与制动能量联合回收系统设计。在传统混动叉车并联式混动系统基础上改进优化,运用前向建模思想搭建仿真模型。为实现精准控制液压缸位移,提出了一种模糊PID自适应控制系统;为优化混动叉车在行车时发动机和驱动电机的工作效率并进行制动能量回收,基于发动机最优工作曲线提出一种制动能量回收控制策略。最后基于JB/T 11988—2014制定多种工况,运用AMESim和Simulink进行多种工况下仿真对比试验,验证该方法有效性,实现能量回收效率提升,势能与制动能量联合回收效率最高可达56.86%。

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。

电液负载敏感-变转速复合流量调节与模糊PID控制

针对伺服电机驱动的电液变量泵系统,提出一种负载敏感-变转速的复合流量调节策略,设计模糊PID控制器,采用电控方式实现变压差负载敏感控制。采用AMESim-Simulink软件建立仿真模型,搭建试验平台并进行试验。研究结果表明:与PID相比,模糊PID具有更快的响应速度,更小的超调量。与单负载敏感流量调节相比,复合流量调节策略的流量调节范围提高36%,流量超调量减少20%;主控制阀开口为阶跃信号时,全流量(7~81 L/min)调节的上升时间约0.5 s,下降时间约0.2 s,与单负载敏感流量响应时间基本一致。

中低速磁浮列车悬浮控制系统冗余设计方案探讨

悬浮控制系统作为中低速磁浮列车的核心子系统,其可靠性和容错能力对于列车正常运行至关重要。为提高悬浮控制系统容错能力,通过分析工程应用中的悬浮控制系统故障数据设计了一种处理器模块冗余、电源冗余以及悬浮传感器冗余相结合的悬浮控制系统方案,通过软、硬件设计搭建了新方案的样机实物并进行了初步测试。处理器模块采用双机热备冗余,电源采用双路DC24V冗余,悬浮传感器采用二乘二取二冗余。其次运用马尔可夫理论建立了悬浮冗余控制系统的可靠性模型,对系统进行可靠性分析,研究故障率、故障检测率对悬浮冗余控制系统可靠性的影响,将悬浮冗余控制系统与常规悬浮控制系统的可靠性进行对比分析。并通过Simulink和Stateflow建立主从切换状态机模型和主从切换控制系统模型,实现了逻辑仿真。研究结果表明,在悬浮控制系统生命周期内,本文提出的悬浮冗余控制系统方案相比于常规悬浮控制系统的可靠性提高了50%,提升主模块的故障检测率和降低各单元的故障率均能有效提升悬浮控制系统可靠性。在制定合适的故障检测和切换控制策略前提下,双机热备冗余设计的悬浮控制系统相比于常规悬浮控制系统更具可靠性,是提升悬浮控制系统可靠性和容错能力的有效措施,适合在中低速磁浮列车上推广应用。

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。

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。

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。

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。

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.

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。

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/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。