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。

基于Simulink的2PSK调制与解调系统的仿真分析

分析2PSK调制和解调的原理,采用Matlab环境下的Simulink仿真工具箱实现2PSK调制及解调系统的仿真建模与分析。仿真实验表明,仿真结果和理论分析内容一致,验证了仿真模型的正确性。该方法有助于相关研究者直观地理解相移调制与解调系统的组成及工作原理,对实际工程应用也有一定的借鉴作用。

电动助力转向系统Carsim-Simulink联合仿真控制研究

电动助力转向系统作为电动汽车的主流配置,其性能好坏对整车转向操纵稳定性能有重要影响。以某款自主品牌电动汽车EPS系统为研究对象,进行动力学分析并依次建立Simulink子系统模型。根据实车参数,设计直线型助力特性曲线并输入前述模型,最终建立Carsim/Simulink联合仿真运动学模型并开展国标操纵稳定性仿真试验。结果表明:在方向盘转向角脉冲和角阶跃试验中,较无EPS助力控制车型,有EPS助力控制车型具有良好的车辆瞬态响应度和操纵稳定性;在转向轻便性试验中,验证本款车型助力特性合理,车辆具有较好的助力效果。

“自动控制系统”课程中基于Simulink仿真的教学研究

“自动控制系统”课程是自动化、电气工程等工科专业一门重要的高年级专业课,具有知识面宽、综合性高和实践性强的特点。“自动控制系统”课程以Simulink为仿真工具的教学研究,引入运动控制技术的前沿知识和应用案例,搭建Simulink仿真模型,通过课下分组、课下学习、课上汇报的方式将课堂主动权归还给学生,引导学生自主学习,以此来提高课堂学习效率,弥补传统教育模式存在的不足。通过分析仿真案例将方法具体化、实操化。旨在推进现代信息技术与教育教学的深度融合,以激发学生学习的积极性和主动性,加强学生将理论知识应用到工程实践的能力。

基于PLCSIM Advanced和Simulink的自动化生产线仿真实训平台设计

为解决自动化生产线实训线下课程实验硬件套数不足、实验时长和场地受限等问题,提升教学质量,设计了一种基于PLCSIM Advanced和Simulink的自动化生产线仿真实训平台。该仿真平台以实训设备为依托,使用Simulink搭建被控对象仿真模型,在PLCSIM Advanced仿真控制器中编写控制算法,通过应用程序接口(application programming interface,API)通信实现对象模型与控制器间数据的实时交换和仿真。以纸张张力控制设备为例,介绍了仿真实训平台搭建和实施过程。实践教学表明,该仿真平台提高了自动化生产线实训课程的教学成效,激发了学生实践学习的兴趣,提升了学生发现、解决复杂工程问题的能力,让学生深刻体会到团队合作和有效沟通的重要性。

基于Simulink计算环境监测分析标准曲线回归方程

环境监测分析中常用标准曲线来定量分析结果,使用的软件主要有Origin、Excel和Matlab。鉴于Simulink简便、直观、强大的数值计算功能,尝试用Simulink创建回归方程、相关系数、显著性检验的计算平台。开发一种基于Simulink的全新标准曲线计算方法,以方便快捷地计算标准曲线得到定量结果。详细介绍了标准曲线的回归方程及其相关性和显著性检验的数学模型;深入阐述了模型的Simulink计算实现过程,把数学模型分成分子和分母分别计算,分子和分母再分成小块,利用Simulink模块实现每个小块,最终得到计算结果。结果表明,通过与其他方法对比计算,新方法的便利性和准确性不会弱于前三者,计算误差在±0.05%以内,符合计算要求,而且具有直接得到定量结果的优势,不需要再借助其他软件进行计算。其他三种方法只能给出标准曲线的公式和相关系数,不能直接进行显著性检验,需借助其他工具才能实现。新方法的计算过程更加简洁和直观,不需要进行复杂的数学运算,而是通过直观的图形界面完成计算,可为环境监测提供更准确、全面的技术支持,以期在环境监测分析中得到广泛的应用。

电动汽车电控液压制动系统CarSim/Simulink联合仿真研究

针对某款国产电动汽车的电控液压制动系统,文章基于滑移率的比例-积分-微分(PID)控制提出了防抱死制动系统(ABS)模型,以改善车辆制动性能,提高在对开路面上的制动有效性和安全性。首先,使用Simulink软件建立液压电控制动系统的动力学模型;然后,基于滑移率设计PID控制器,并通过1/4车辆模型验证其有效性;最后,利用S函数将ABS控制器的Simulink模型输入CarSim平台中,开展CarSim/Simulink双平台联合控制仿真。结果表明,基于滑移率的PID控制的ABS对比无ABS的车辆,制动性能更加优越,在对开路面上制动稳定性更加明显。

基于Simulink与Unity3D的制导弹药弹道可视化仿真

针对制导弹药的弹道可视化仿真中,观察视角单一,场景搭建简陋,无法模拟战场环境下制导弹药在攻击中的动态过程等问题,提出一种制导弹药弹道可视化模型的搭建方法;以某型激光制导弹药为对象,基于Simulink与Unity3D软件建立了联合仿真模型,采用Matlab/Simulink软件构建六自由度弹道仿真模型,采用Unity3D搭建包括制导弹药、目标和战场环境在内的三维场景,采用UDP通信协议将Simulink中的仿真数据传输到Unity3D中,提出一种数值可视化技术,能同时观察制导弹药的飞行姿态和仿真数值结果,实现制导弹药在战场环境下的弹道可视化仿真;将制导弹药参数加载到仿真模型中,对不同状态的目标进行了模拟攻击实验,实验结果显示,该仿真模型能够多视角、全方位地显示制导弹药的飞行姿态、弹道和过载情况,对于需要修改参数以逼近实战条件下的攻击过程,每次修正都能立刻通过可视化平台查看和验证修改结果;该可视化仿真模型为制导弹药的可视化仿真提供了便利的方法,对制导弹药的设计和作战使用具有一定的参考作用。

基于MATLAB/Simulink工业机器人模糊PID阻抗控制仿真研究

针对工业机器人的控制精度与响应速度问题,提出一种基于位置的模糊PID阻抗控制算法,对机器人进行力控仿真研究,根据拉格朗日方程和Simulink仿真平台搭建六自由度工业机械臂控制仿真,对其进行正逆运动学及动力学分析,验证所提算法的有效性和适用性,结果表明该算法具有良好的控制效果,进一步降低控制过程的接触力与位置误差,提高机器人控制精度。

基于Simulink的天气雷达主振放大式发射机建模与仿真

针对外场模拟真实雷达困难、耗资大的问题,文章采用Simulink模块化设计对天气雷达主振放大式发射机进行了建模与仿真。在Simulink中对固态放大器、脉冲整形器、速调管、脉冲调制器等主要模块进行了组件建模与仿真,并封装成组件入库加以功能测试;将测试好的组件通过信号连接的形式组装成发射机仿真系统。仿真实验结果表明:仿真组件实现了固态放大器、脉冲整形器、速调管、脉冲调制器的主要功能,仿真的发射机系统输出频率为3 GHz,功率达到650 kW以上,输出脉冲宽度为4.17μs(宽脉冲)和1.58μs(窄脉冲);以Simulink建立的各功能组件参数和发射机输出性能参数具有易于修改和便于测试的优势,可应用于天气雷达的系统性能评估和分析。

基于MATLAB/Simulink对光伏电池建立模型与仿真

基于光伏电池数学模型,对光伏电池板的工作原理进行简要分析并给出其等效电路,使用MATLAB/Simulink对其建立仿真模型,并且通过在不同的环境下来测试光伏电池模型的特性,仿真结果与理论上的光伏电池P-V、I-V特性曲线基本吻合,证明所建立模型的合理性,对光伏电池在现实中的应用具有实际意义并对找到光伏电池合适的工作环境和实现其的最大功率提供了理论依据.

基于Simulink的加热炉双交叉限幅模糊PID温控系统设计与研究

加热炉温度控制是一个复杂的控制问题,传统的PID算法难以满足其控制性能要求。文章提出了一种基于双交叉限幅模糊PID的控制策略,该策略通过在线调节PID参数,实现了对燃料和空气流量的双交叉限幅控制,以适应加热炉温度控制系统的非线性、时变和滞后特性。采用Simulink搭建了加热炉温度控制系统的仿真模型,并在加入炉温干扰和改变设定温度的条件下,对比了双交叉限幅传统PID控制器和模糊PID控制器的控制效果。仿真结果表明:该控制策略能够有效地提高加热炉温度控制系统的响应速度和稳定性,而且空燃比能在设定值附近的合理范围内波动,提高了加热炉的燃烧效率,降低了燃料消耗和污染排放。

基于Simulink对机械臂可视化上料研究

自动上料设备可以通过现代化技术实现数据采集和分析,以优化制造流程,提高生产效率和产品质量,从而更好地实现智能制造。为了实现链板等零件的自动上料过程,文章介绍了机械臂的三维可视化人机交互平台模型的构建过程,以Gluon机械臂为分析对象,进行正运动学分析和逆运动学验证,并通过Simulink搭建了控制系统模型,实现了对Gluon机械臂的联合仿真。仿真过程中,对各关节的旋转角度、角速度以及末端执行器的齐次变换矩阵实时显示。通过验证,为后期搭建实物平台提供了可行性支撑,为进一步优化和完善系统功能奠定了基础。

基于Simulink电液比例位置控制系统的性能分析和优化

为改善某钢铁公司电液比例位置控制系统相关系统性能,文章使用数值计算分析方法,建立电液比例位置控制系统的数学模型,通过Simulink软件构建模型,并分析可知,系统的幅值裕度为25 dB,相位裕度为89.6°,结合伯德图的曲线特征,发现该系统的准确性与稳定性已满足基本要求,但通过系统的阶跃响应曲线,发现其上升时间为4.26 s、调整时间为5.83 s,系统响应的快速性没有达到要求。为进一步改进系统性能,选取结构简单、适用范围广的PID控制器,通过添加PID控制和不断修改PID控制器参数,优化系统性能,优化后的系统幅值裕度为5.18 dB,相位裕度90°,上升时间为0.236 s,调整时间为0.435 s,系统在保持良好的准确性和稳定性的基础上,快速性也得到了改善,已完全满足工业生产的要求。最后讨论了液压缸有效面积对PID控制性能的影响:A_(h)=0.15~0.20 m^(2)时系统性能仍有较好的适用性;小于0.15 m^(2)时会发生剧烈震动;大于0.20 m^(2)会大大增加响应时间。

基于Simulink和GUI的数字电路仿真实验平台设计

为满足新工科与工程认证的人才培养要求,丰富数字电子技术基础教学内容,培养开发学生的创新意识和设计能力,将Matlab应用到课程教学中。利用Matlab中GUI和Simulink仿真工具箱,开发了可视化的数字电路虚拟仿真实验平台,可以对数字电路中常见的组合逻辑电路和时序逻辑电路进行仿真。通过GUI模块建立的可视化界面控制Simulink的参数并运行Simulink仿真,把仿真结果显示在图形用户界面中,方便学生直观地观察结果和加深对理论知识的理解。

基于Simulink的提升机张力平衡装置仿真分析

提升机在矿产开采中有着重要的作用,为了探究振动、换层缠绕等因素对提升机张力平衡装置性能的影响规律,对张力平衡装置的结构及工作原理进行分析,建立了提升机张力平衡装置力学模型与提升机系统数学模型,并使用Simulink进行仿真分析,为张力平衡装置后续的优化与设计提供理论基础.

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%。

PreScan/CarSim/Simulink联合仿真在智能驾驶仿真中的应用进展

文章全面回顾了PreScan、CarSim和Simulink在智能驾驶系统开发中的集成应用。首先,介绍了每款软件的核心功能及其在智能驾驶领域的独特优势;随后,详细阐述了如何通过联合仿真构建从环境感知到车辆动力学再到控制策略执行的完整仿真链路。通过对多个典型应用场景(如轨迹规划、横向控制及纵向控制等)的深入剖析,展示了这一联合仿真框架的主要研究成果。

基于Simulink的电动汽车电池管理系统建模与集成仿真研究

随着电动汽车技术的快速发展,电池管理系统(BMS)的性能对于保障电动汽车的安全运行和优化电池性能至关重要。笔者通过在Simulink平台上构建BMS的系统模型,并进行全面的仿真测试,测试内容涵盖电池模型建立、BMS控制策略设计以及整车仿真模型集成,最后对BMS系统设计的准确性和可靠性进行验证,期望为电动汽车BMS的开发提供有力的技术支持。

一种基于Simulink的雷达主动信号处理仿真平台的设计与实现

针对传统的雷达信号处理算法因多采用硬件实现方式,不仅成本高,且实时性和灵活性不足的问题,提出一种基于Simulink的雷达主动信号处理仿真平台方案,并进行工程实现。平台具备良好的拓展性和灵活性,有效提高了雷达设计和开发的工作效率,可为相关设计提供参考。