基于“仿真—半实物仿真—实物”三阶段开发流程的DAB变换器实验探索与研究

该文以双有源桥DC-DC变换器为对象,详细分析了变换器在三重移相调制下的两种数学模型,又基于这两种数学模型提出了对应的电感电流优化控制策略,搭建了包含MATLAB/Simulink仿真平台、StarSim半实物仿真平台和实物平台的三阶段实验平台,在平台中通过实验验证了优化控制策略的可行性和有效性。所设计的三阶段开发流程能够加深学生对电力电子领域相关知识的理解,逐步提升学生的理论分析能力、仿真验证能力和实践操作能力。

汽车底盘电子控制系统半实物仿真实验平台建设

为满足汽车理论、汽车测试技术、汽车底盘电子控制等课程的实验教学需求,搭建了汽车底盘电子控制系统半实物仿真实验平台。平台基于实车零部件布置搭建,通过电路连接底盘各零部件、控制器及传感器,人机交互系统应用外部信号采集与控制系统及上位机软件组建,道路环境信息通过路况控制模拟系统设置,利用LabVIEW软件建立整车信号采集与数据处理模型并设计了各个数据接口。利用此平台,学生可在自主交互的仿真环境中开展仿真实验,并根据实际操作实时反馈车辆在各种路面条件下加速、制动、巡航时的车辆运动状态。结果表明,该平台在实验教学中的应用加深了学生对汽车底盘电子控制理论知识的理解,达到理论知识与实践操作相融合的教学效果。

基于RT-LAB的某型导弹半实物仿真系统设计

半实物仿真是将部分硬件实物引入到仿真回路中的仿真,是导弹研制过程中的一个重要环节。介绍了基于先进的仿真运行框架软件RT-LAB搭建半实物仿真系统的方法。搭建了适用于RT-LAB的仿真模型;针对自制板卡,开发了RT-LAB下的驱动;编写了基于RT-LAB的仿真控制软件,完成了半实物仿真平台的设计。研究表明,在RT-LAB环境下可以方便快捷地将Simulink模型应用于半实物仿真系统,降低了构建系统的难度,缩短研制周期,并提高仿真系统的灵活性和可靠性。

RT-LAB在半实物仿真系统中的应用研究

半实物仿真是导弹研制过程中的一个重要环节。基于某型导弹的半实物仿真系统,叙述了仿真系统构架以及RT-LAB在其中的应用,详细介绍了RT-LAB软件的使用方法,并给出了搭建仿真模型以及编写板卡驱动的方法。研究表明,RT-LAB可以方便快捷地将Simulink模型应用于半实物仿真系统,减少了构建系统的难度,并提高了仿真系统的稳定性和可靠性。

RT-LAB软件在半实物仿真系统中的应用

介绍了RT-LAB软件的特点,叙述了在Matlab/Simulink环境下,利用RT-LAB软件在系统数学模型和实时仿真计算机之间搭建了一个平台,通过开发的RT-LAB系统仿真软件将系统Matlab数学模型快速、高效地加载到实时仿真计算机上运行,并给出了RT-LAB在飞机刹车半实物仿真系统中的应用实例。

导弹制导控制半实物仿真实验系统设计

针对探测制导与控制技术专业本科生的学习与实验教学的需要,基于实验室已有的二轴转台光电跟踪系统设计了导弹制导与控制半实物仿真教学实验平台。该平台以二轴转台作为物理实物部分,以PC机和运动控制器为控制平台和控制核心,通过转台的运动控制卡库函数实现转台偏航轴和俯仰轴的位置和速度控制。运用Simulink可视化的系统建模界面建立某导弹的运动学和动力学模型,组成导弹的内环姿态控制回路和外环制导回路,用RTW技术将模型转化为代码,加入I/O接口后,将转台放入回路中进行半实物仿真。经测试验证,该系统在学生实验中起到了良好的教学效果。

航空航天类专业制导控制室内外半实物仿真实验技术研究与应用

针对航空航天类专业制导控制类课程的理论学习与实验教学的需要,进行飞行器制导控制室内外半实物仿真实验教学平台的研发。该平台以“3轴+2轴”转台作为物理实物部分,仿真计算机和制导运动控制模型作为控制核心,通过转台和目标模拟器的运动控制实现高动态目标跟踪控制。结合校企联合和航空航天行业的优势,在外场实验中模拟复杂背景下基于火箭撬平台进行导引头仿真测试,该实验技术符合实际工程应用的需求,同时具有较强创新性、先进性及推广性,能使学生深入理解高动态平台制导控制专业知识,该系统有利于提高学生的创新能力。实践表明,学生在该实验技术的学习过程中,对制导控制实验课程技术有了更深层次的认知、分析和应用,达到了良好的科研教学融合效果。

基于RT-LAB的导弹雷达导引头半实物仿真系统设计

半实物仿真试验是验证导弹制导系统性能的重要手段。为了验证模型导弹雷达导引头的抗干扰性能,设计了基于RT-LAB仿真环境的半实物仿真系统。介绍了RT-LAB仿真系统架构,阐述了系统构成和仿真模型构建过程,给出了导引头抗干扰半实物仿真方法和评估指标。研究表明,基于RT-LAB的半实物仿真系统构建方便快捷、建模难度小,可显著提高仿真系统的稳定性和可靠性。

半实物仿真装置在过程控制实验课程中的应用

本文论述了半实物仿真装置在过程控制实验课程中的重要性,分析了传统半实物仿真装置的优缺点并针对其不足之处提出了新型半实物仿真装置,在外观设计、工艺机理及实验内容上弥补了传统半实物仿真装置的不足,激发了学生学习工程技术的兴趣,培养了大学生的创新与理论联系实际的能力。

基于半实物仿真平台的工科类专业实验教学改革探讨——以机器人飞机装配为例

针对当前高等学校工科类专业人才培养面临的创新能力缺乏、实际工程能力不足等问题,结合航空航天制造领域对教学实验的更高要求,提出了机器人飞机装配装备半实物仿真实验平台的实践教学方案。指出了当前工科类专业人才培养实验教学中的问题,提出了基于机器人半实物仿真实验平台的飞机装配教学改革内容,有利于培养学生以实际工程需求为牵引的实践和创新能力。

乙苯脱氢制苯乙烯全流程半实物仿真系统设计

乙苯负压脱氢制苯乙烯全流程实验装置规模为模型试验级,受限于安全、环境、资金等,不适合用于开展教学实验。利用流程仿真技术、自动化通信技术及网络技术等手段设计开发的乙苯脱氢制苯乙烯全流程半实物仿真系统,可用于开展仿真软件训练和实体设备操作。该系统有利于学生掌握实验原理技术、流程组织方法和过程控制方法,有利于强化学生自学能力、工程实践能力和解决复杂工程问题能力的培养。

基于半实物仿真的“通信理论与技术”实验

"通信理论与技术"实验教学中硬件实验灵活性差,不利于培养学生的创造性;软件仿真与客观环境差别较大,不能反映真实工程;实验时间和地点固定,学生不能自由选择。基于半实物仿真技术的实验模式弥补了上述的不足,同时解决实验资源紧张的情况,学生可以灵活选择实验时间,自主选择实验内容。

基于半实物仿真的电力系统微机保护实验平台

依据成果导向教育理念和新工科内涵的要求,结合新工程教育模式,构建一种面向产业场景的半实物微机保护实验平台。使用Matlab/Simulink搭建电网一次系统模型并运行在实时仿真器中;利用Matlab/Simulink搭建保护逻辑控制算法模型,通过代码生成技术快速生成控制算法C代码并移植到嵌入式开发平台;基于HIL理念,嵌入式开发平台和实时仿真器通过反馈信号和控制信号交换构成闭环系统,开展微机保护实验。该实验平台涵盖了非实时离线仿真、实时仿真和半实物仿真3个阶段,有利于培养学生建立分析复杂问题的逻辑链,帮助学生加深对微机保护理论的理解,增强自主学习和创新的意识,提升实践操作和解决问题的能力。

半实物仿真网络虚拟实验接口技术及应用研究

为了对实际控制系统进行模拟实验研究以验证其性能,通过结合半实物仿真和虚拟实验室技术开发网络虚拟实验系统,构建网络远程实验环境,开发接近于真实工业现场的实验平台,阐述了实验平台系统软硬件体系结构和实现功能,并重点解决了在半实物仿真系统组建过程中各物理组件之间的接口联接和数据传递;以某熔融石英炉控制为例,针对熔融石英炉的控制模型及神经网络控制算法,开发了网络虚拟熔融石英炉实验室系统,验证虚拟实验室和半实物仿真技术的协同与融合。

舰船物理场半实物仿真实验平台开发

该文针对舰船物理场海上测量实验经费耗费巨大且难于组织实施的问题,设计了舰船物理场半实物仿真实验平台。通过舰船物理场数学模型,模拟在不同航向和方位角情况下各类目标舰船通过时的物理场,采用声、磁和水压传感器感知物理场。实践表明,借助该实验平台,在实验室条件下就可以观测到舰船通过时的声场、磁场和水压场信号波形,并可通过测量存储的数据分析信号的时域和频域特征。

基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验

针对三自由度直升机系统实验过程中受到外界干扰具有不确定性的问题,设计一种基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验方法。通过建立三通道姿态运动的动力学模型,利用鲁棒控制方法设计控制律,进行仿真实验,并将鲁棒控制程序用于直升机系统实物,利用H∞控制理论设计鲁棒控制算法进行半实物仿真实验。实验结果表明:仿真实验和半实物仿真实验均能较好地控制直升机姿态,系统模型存在不确定性或外界干扰不明确时,鲁棒控制算法仍能使姿态控制系统稳定并满足预期要求。

半实物仿真的PLC实验平台

针对高校PLC实验教学中受到资金、场所等条件的限制,难以在实验室购置某些真实控制对象的问题,提出一种利用I/O板卡与PLC的半实物仿真实验平台。学生可在该仿真实验平台上进行多种PLC实验操作,并通过人机交互界面动态显示PLC控制系统的工作情况。对PLC控制三层电梯模型的仿真运行表明,该方法有效提高了PLC实验的教学效果。

基于RT-LAB的空间对接半实物仿真系统

针对当前实时仿真平台工具操作不便以及灵活性较差的缺点,介绍RT-LAB仿真平台的特点,分析其应用于大型控制系统中的优势,基于该平台设计空间对接半实物仿真系统并开发相应的仿真软件,将编写的Matlab/Simulink数学模型通过RT-LAB平台加载到目标机上,实现空间交会对接的模拟仿真。仿真结果表明,该系统能够真实模拟空间两飞行器交会对接的过程,验证数学模型的准确性及对接机构产品质量,具有较高的稳定性及可靠性。

无人机数据链半实物仿真实验教学方法探索

针对无人机数据链原理教学中存在理论抽象、实验资源缺乏、信息化教学手段不足的问题,构建了无人机数据链半实物仿真平台。该平台具备数据链功能演示、综合传输、通信基础、设计验证等实验和设备测试等不同层次类型的实验功能,可显著提升教学效果并培养学生的专业素质。

基于OPNET的网络实验教学半实物仿真研究

随着网络技术的进一步提高,在网络实验教学中需要使用仿真手段将模拟网络与真实网络相连接,在半实物仿真系统的模拟过程中,需要利用一些仿真软件才能够解决模拟网络与真实网络之间的通信。本文简要介绍半实物仿真的概念,进而介绍了OPENT这种仿真软件,最后论述了在网络实验教学中应用OPNET仿真软件的内容。