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MATLAB/Simulink牵引整流机组的仿真研究及应用

介绍了24脉波整流机组的基本原理,使用MATLAB建立了24脉波牵引整流机组的仿真模型,介绍了详细的参数设置,并验证了仿真计算结果与理论公式计算结果的一致性,证明了模型的正确性;通过整流器直流侧过压保护的仿真,验证了电容器性能降低对直流侧输出电压峰值、峰峰值以及波形的影响,为整流器元件性能降低后输出的电能质量提供判断工具。

基于MATLAB_App Designer电力电子虚拟仿真实验系统设计

根据MATLAB_App Designer提供的界面布局功能,运用MATLAB_Simulink搭建电力电子仿真模型,设计了一套人机交互式电力电子技术仿真实验系统。该系统包含典型的电力电子仿真模型和实例,可以帮助学生和工程技术人员学习电力电子电路的工作原理,分析和研究参数设置对电路电压、电流等波形的影响,有利于提高学习者对电力电子技术的研究和设计能力。

“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。

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。

超星学习通结合BOPPPS教学模式在“MATLAB仿真及应用”课程中的应用

为了提升“MATLAB仿真及应用”课程教学质量,文章基于相关概念介绍,从思路、实践、效果三个方面论述了超星学习通结合BOPPPS教学模式在“MATLAB仿真及应用”课程中的应用。

基于PreScan/CarSim/Simulink/ROS的路径跟随控制仿真

路径跟随可控制AGV沿着参考轨迹行驶,提高行驶过程中的可行性和稳定性,是智能驾驶核心技术之一。文章主要研究使用Prescan、Carsim、Simulink和ROS系统搭建AGV路径跟随控制模型,运用基于几何模型的Stanley算法来实现路径跟随的联合仿真测试。最后使用树莓派搭建硬件在环的仿真模型,联合仿真验证了Stanley算法的可行性,该方法可快速验证和部署基于ROS系统的路径跟随控制方法,为后续研究奠定技术基础。

基于MATLAB-GUI的定向多波束自组网仿真平台设计与实现

利用数学仿真软件MATLAB实现定向多波束网络环境的模拟,设计并实现了基于项目研发的定向多波束自组网交互式仿真平台。采用分层模块化结构设计思想,利用底层数据存储模块实现数据存储及调用;利用中层TDMA进程模块实现TDMA体系结构通信,包括邻居发现时段中邻居发现和资源预分配进程,以及业务传输时段中数据通信和资源动态分配进程;利用上层GUI交互模块实现人机交互。仿真实验证明所设计的平台可以模拟多种定向自组网络环境,不同环境下对时隙资源和频率资源申请和分配均有所影响,可为定向多波束自组网数据链路层资源分配的研究开发工作提供参考。

基于Matlab/Simulink的线性分组码仿真分析

分析线性分组码的原理及特点,根据线性分组码差错控制通信系统的组成,利用Matlab/Simulink仿真技术实现基于线性分组码差错控制的通信系统的仿真建模与分析。仿真实验结果有助于学生直观地理解线性分组码的编码与译码工作原理、差错控制特点,以及检错、纠错的理论过程。

Matlab环境下拖拽式焊接机器人的运动学仿真实验

将某ER系列拖拽式焊接机器人作为仿真实验对象,利用MDH(modified Denavit-Hartenberg)方法确定其DH参数,创建对应的关节坐标系与DH模型。基于Matlab软件中Tool-box10.4版本展开运动学分析求解。利用齐次变换矩阵顺次相乘完成运动学正解的推导,使用牛顿-拉夫逊迭代法(Newton-Raphson method)求解逆运动学方程的封闭解,验证了机器人运动学建模的合理性。在Matlab中完成了轨迹规划,在关节空间下对运动轨迹分别采用了三次、五次插值规划方法。完成了机械臂全局与限定条件下的工作空间分析,整体仿真结果充分证明了拖拽式焊接机器人运动性能的合理与稳定。该方案为进一步实验与研发工作奠定了理论基础,对同系列或构型机械臂有实际应用意义。

基于AMESim-Matlab联合仿真的拖拉机耕深控制研究

在拖拉机电控液压耕深控制系统的研究中提出力位综合-滑转率的联合控制方法及控制策略,加入滑转率监测控制,在最优滑转率区间允许范围内调节耕深。搭建电控液压悬挂的液压物理模型,并建立仿真模型,设计滑转率模糊控制器、力位综合模糊PID控制器,试验研究基于滑转率逻辑门限的多参数控制效果。试验结果表明在超出滑转率逻辑门限值时系统有较好的响应效果,对滑转率的变化有较优的跟随效果,为拖拉机耕深控制系统多参数控制提供理论基础。

基于雨课堂与Matlab仿真的农业院校电力电子技术混合教学研究

电力电子技术作为农业院校电气工程及其自动化专业的必修课,包含大量的抽象电路知识。为了在有限的学时内尽可能提高学生的学习积极性,将电力电子技术课程打造成国家或省级一流课程,将Matlab仿真引入电力电子技术课程教学中,使学生能够直观地理解抽象的知识。同时,结合雨课堂的互动方式,开展基于雨课堂与Matlab仿真的电力电子技术混合教学研究。结果表明,电力电子技术课程的教学效果得到显著提高,可为其他同类课程的教学模式改革提供思路。

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的六自由度磁悬浮运动台的建模与仿真

动力学分析是运动装置设计过程中一项重要的内容。针对六自由度磁悬浮运动台,建立了基于牛顿力学的运动微分方程,分析了带有允余自由度的位置测量和计算方法、六自由度解耦多轴闭环反馈控制方法。基于Simulink软件,利用Simscape(物理模型)中的Multibody模块搭建了运动台的动力学模型和测量系统模型,通过控制模块建立了运动台的控制系统模型,将两者结合起来组成了能够按照设定轨迹运动的动力学仿真模型。为运动台设置加速度为2.4g的96场曝光轨迹,仿真得到运动台的各个电机在各个方向上的出力。该仿真模型搭建过程为多自由度运动装置的动力学分析提供参考。

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CarSim-Simulink联合仿真的牵引车转向控制策略研究

牵引车在承担林业运载作业时,由于林间路况复杂,因此多以低速运行,有较高的转向需求,且往往带有负载单位,所以更关注其行驶稳定性与转向灵敏性。利用CarSim软件构建牵引车物理模型与负载模型,基于Simulink软件进行牵引车控制策略的设计,结合二自由度动力学模型建立牵引车二自由度模型,以牵引车横摆角速度与质心侧偏角参数结合模糊控制理论对牵引车转向过程进行制动力矩反馈控制,另外根据牵引车四轮转向模式,引入前后轮转角比例控制策略。在CarSim-Simulink联合仿真平台下,结合林业作业复杂路况进行不同控制策略下牵引车低速行驶与转向试验。结果表明,采取的控制策略有效减少复杂路况下牵引车的转向半径,提升转向速度,并将质心侧偏角限制在较小范围,牵引车稳定性较高,且横摆角速度稳态值更接近理想状态,转向更加灵敏。

基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现

随着互联网技术的发展和新冠肺炎疫情的蔓延,远程教育正在大规模普及。为了克服传统电路实验在设备、时间、地点等方面的局限,结合虚拟仿真的特点和优势,应用Matlab/Simulink仿真技术和三维建模等技术,讨论了电路实时仿真平台的设计和实现。学生可以在交互式图形环境下设计电路仿真模型,并将其生成算法进行在线调试和运行,充分调动了学生的自主学习积极性,开发其创新潜力。上述实验平台已成功应用在武汉大学经典控制理论的实验教学中,一系列创新实验获得了良好的教学效果和学生问卷调查的反馈,对教育改革具有潜在的推动作用。

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。