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。

基于Simulink/Stateflow模型的嵌入式软件开发研究

当前在控制领域内使用Simulink/Stateflow建模并以RTW生成指定代码的方式代替传统嵌入式软件开发方法已形成趋势。这是由于基于Simulink模型的嵌入式软件开发大大节省了软件开发的人力、物力和时间成本。本文针对在Matlab环境下如何使用Simulink/Stateflow建立模型,实现嵌入式软件开发的过程进行了详细介绍。

基于Simulink/Stateflow模型的汽车电子控制软件开发

采用Simulink/Stateflow对车身控制模块进行建模,再将模型转化成嵌入式代码,直接运行于硬件平台,在保证代码质量的同时,可以极大的缩短软件的开发时间。文中介绍了如何对模型进行调试及检查代码的覆盖率,并且通过修改TLC文件,定制代码的格式,最终生成适用于特定平台的嵌入式代码。

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.

磷酸铁锂电池二阶可变阻容的模型研究

精确的电池模型是动力电池荷电状态(State of Charge,SOC)估计的基础,提高模型精度可从电池内部特性出发。提出二阶阻容可变参数等效电路模型,能够反映电池内部双极化效应,同时用可变的参数描述电池内部动态变化过程。通过对锂离子电池充放电实验和HPPC测试,结合MATLAB拟合工具,辨识出不同SOC下各参数的值,基于SIMULINK搭建仿真模型。对比仿真结果,所建立模型的端电压平均误差为12.36mV,相比于固定参数传统模型的31.50mV,精度提高了60.76%,更能准确描述锂离子电池内部的静动态特性。

Simulink仿真模型在药物代谢动力学教学改革中的应用

目的 探究Matlab Simulink仿真模型辅助药理学之药物代谢动力学理论部分的启发式、探究式教学方法,加深学生对该部分知识的掌握程度。方法 引入Matlab Simulink技术编写单次、多次给药下的房室模型,建立药代动力学教改方案,让学生探究式地理解什么是房室模型、稳态血药浓度等专有名词,并解决在教学过程中学生对复杂公式难以理解的问题。教改方案以沈阳医学院2020级麻醉医学专业的学生为研究对象,设立对照组(n=30)与试验组(n=30);两组学生均由同一名授课教师授课。试验组在传统教学的基础上将开发的Simulink模块融入课上教学与第二课堂中;采用问卷调查法了解试验组对教改方案的认可度,并比较两组学生主客观题的阶段测验成绩。结果 问卷调查结果显示,试验组所有学生均认为将Simulink引入药代动力学授课有助于理解学习内容并提高自身的科研思维能力;93%的学生认为该方案可提高学习动力;仅有13%的学生认为Simulink的引入占用太多课余时间。试验组客观题得分为(83.0±9.8),高于对照组的(75.3±16.9)分(P<0.05);试验组主观题得分为(12.7±5.4),高于对照组的(6.2±2.9)分(P<0.01)。结论 将Simulink仿真方法融入药理学教学过程可作为一种新的教学方法在本科教学过程中开展研究。

基于Simulink的多体机械系统模型转换方法设计与实践

模块框图作为成熟的图形化建模技术应用十分广泛,采用该技术的MATLAB/SimMechanics可进行多体机械系统的建模和仿真,然而对于建模精度要求高、需要实时仿真的柔性、大型多体机械系统比如空间站来说,SimMechanics有明显不足,而DARTSM软件包可对航天器机械系统进行高精度实时仿真.本文深度解析这两款软件的底层建模技术,根据模型信息的对等关系,设计出模型转换的具体方法,通过C++编程,开发出模型转换程序,从而将航天器多体机械系统的SimMechanics模型转换为DARTSM模型.通过本文的模型转换方法和程序,可以将两款不同软件各自的优点结合到一起,使得SimMechanics间接地拥有处理柔性体和实时仿真的能力,同时也解决了DARTSM软件包缺乏图形化建模界面的问题,具有一定的工程应用价值.

面向控制的一维非等温两相流燃料电池模型研究

经验模型不能反映电池内部复杂的物理化学耦合过程及其导致的响应迟滞,这给燃料电池系统精确控制策略的开发带来了一定困难。针对此问题,建立了面向控制的一维非等温两相流模型,考虑了流道内气体瞬态效应、电池内部水相变,研究了电流密度对气体浓度以及水热分布特性的影响,分析了运行条件和模型参数对电池输出电压的影响,探究了电流阶跃下该模型相比于集总参数模型在输出性能方面的优势。结果表明,该模型具有更好的适用性,可为燃料电池系统层面的模型优化及控制策略设计提供可靠依据。

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。

基于Simulink模型的高频轴电流影响因素研究

变频调速系统产生的轴电流问题已经成为主要轴承故障,由于轴电流的产生,严重影响到了电驱动系统的稳定性和安全性,因此本文通过Matlab/simulink建立轴向三段式高频轴电流预测模型,研究SPWM控制策略中的载波频率,基础波频率和直流母线电压对轴电流的影响,根据仿真得到的轴电流波形,在单位时间内,对轴电流的发生的次数和轴电流值进行对比研究,结果表明,随着载波频率的增加,在相同时间内,轴电流产生的频率增加,轴电流增长幅度不大,变化平稳。因此载波频率的改变影响单位时间内轴电流产生的次数,对于轴电流值影响不大。随着直流母线电压的升高,轴电流波形和产生次数几乎不变,轴电流随着母线电压的增大而增大基础波频率对于轴电流的发生次数影响不大,随着基础波频率的增大,产生的轴电流值几乎不变,轴承等效电容的变化,轴电流值不断升高,轴电流波形变化不大。

基于模型的民机运营阶段失效评估方法研究

基于模型的安全性分析(model-based safety analysis,简称MBSA)方法自提出至今,已经日益成熟,更适用于复杂的民机系统。在当前研究和ARP4761A草案的基础上,运用MBSA方法开展民机在运营阶段的失效评估方法研究,其相较传统方法,将运营数据、功能失效和设备故障集合进同一个模型中,更便于开展运行失效评估。首先,定义运行失效评估模型基本元素,梳理模型构建流程,基于Simulink建立包含失效模块的设备级、系统级和飞机级模型。之后,选择某型号飞机外部照明子系统构建模型,利用某机队运营阶段的运行数据开展算例分析。结果表明,基于模型的失效评估与故障树计算结果误差在可接受范围内,同时开展失效模式与影响分析(failure mode and effect analysis,简称FMEA),利用运行数据计算和仿真得到丧失着陆照明功能危险的发生概率,30次仿真结果表明基于运行数据的发生概率在设计值附近波动,整体略大于设计值,但仍满足安全性要求。

基于Simulink模型的车身控制系统设计

针对传统手写编程进行软件开发周期长、调试难度大的问题,本文采用Simulink模型搭建并自动生成代码的方式生成应用层软件,为了更好地验证和测试所开发的应用层软件,本文基于合理设计的测试用例通过多次仿真测试后,使应用层与底层代码进行集成,最后通过硬件实测,验证所开发的车身控制系统软件的可靠性。Simulink模型的软件开发方式与传统的开发形式相比,开发时间大大缩短,代码可读性提高,同时还增强了车身控制系统软件的稳定性和可靠性。

基于模型预测控制的车辆避障路径规划与跟踪

针对智能车辆避障路径规划问题,提出一种基于改进人工势场法的避障路径规划设计方法,首先在传统斥力势场函数中引入车辆速度信息,并设计了车道中心线、道路边界势场,以及路径避障规划控制器;然后针对智能车辆路径跟踪控制问题,建立了三自由度车辆动力学模型,分别采用线性时变模型预测控制和反向传播-比例-积分-微分(BP-PID)控制算法设计横、纵向跟踪控制器,对车辆的横向位置和纵向速度进行跟踪;最后基于CarSim/Simulink联合仿真平台,在双移线工况和直线工况下,验证设计方法的有效性。仿真结果表明,采用改进的人工势场法可获得安全可靠的避障路径,所设计的横纵向跟踪控制器具有良好的跟踪性能。

基于模型的船用燃料电池空气系统流量控制研究

本文从分析空压机MAP特性和节气门流量特性入手,研究了船用燃料电池发电模块空气系统建模机理,介绍了空压机MAP图数据处理方法、MAP数据拟合公式、等效节气门系数计算,并建立了空压机和节气门MATLAB/SIMULINK模型。模型搭建完毕后,用RMZA-70K船用燃料电池发电模块台架试验数据对空气系统模型进行修正和调校,最终使得仿真误差精度满足空气系统控制策略研究。从空气系统模型仿真数据中辨识提取流量传递函数,验证传递函数的精确度后,在上述船用燃料电池空气系统开环模型的基础上引入PID控制器,仿真了三组PI参数下空气流量的响应特性,完成PID控制器的参数整定,初步验证了流量控制策略的可行性,为燃料电池流量控制系统台架调试提供依据。

基于等效RC模型的建筑室温预测和控制

传统室温控制存在滞后性大、鲁棒性弱等问题,通过TRNSYS仿真、热电类比、参数辨识建立目标建筑等效RC模型,基于闭环MPC方案和Simulink建立目标建筑室温模型预测控制仿真平台。对比相同模型在PID控制策略下的耗电量,验证了模型预测控制在建筑室温控制、节能减排上的优越性。

基于粒子群算法的燃料电池仿真模型建模与分析

利用MATLAB/Simulink软件平台,对燃料电池的开路电压和极化作用引起的过电压分析计算,重点通过粒子群优化算法对公式中经验参数进行迭代寻优确认,形成一种实用且准确的燃料电池计算模型,经计算单体电压计算误差小于±3%。

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/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。

光伏电池简化数学模型的Matlab/Simulink仿真研究

研究并提出了一种简单而实用的光伏电池数学模型和估算光伏电池串联电阻的简便方法。该模型只需光伏电池的U ocref和I scref两个参数,就可满足工程上的仿真需求。文章利用Matlab/Simulink对该数学模型进行仿真研究并绘制相应曲线表明,所研究的光伏电池模型简单且具有实用性。

摩擦模型的Simulink仿真

为了分析摩擦对伺服系统的影响和进行补偿,必须建立有效的仿真用摩擦模型。提出了一种基于Simulink的摩擦模型,该模型可封装为一个Simulink子系统,文中还对该模型在应用中出现的问题作了说明。将该模型用于伺服系统的滞-滑自振荡仿真研究,得到了与理论分析一致的结果。利用模型中的Fcn模块还可以将该模型进行拓展,扩大其应用范围。