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基于模型预测控制高速磁浮单电磁铁悬浮系统仿真分析
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作者 郭旭腾 王春江 +2 位作者 唐志远 江守亮 刘宁 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第8期152-157,163,共7页
[目的]现有的高速磁浮悬浮控制器多采用PID(比例-积分-微分)控制器,但由于磁浮系统具有强非线性和开环不稳定性,传统PID控制难以满足性能要求。为提升控制性能,特开展基于MPC(模型预测控制)的高速磁浮单电磁铁悬浮系统仿真研究。[方法]... [目的]现有的高速磁浮悬浮控制器多采用PID(比例-积分-微分)控制器,但由于磁浮系统具有强非线性和开环不稳定性,传统PID控制难以满足性能要求。为提升控制性能,特开展基于MPC(模型预测控制)的高速磁浮单电磁铁悬浮系统仿真研究。[方法]基于反馈线性化镇定方法建立常导高速磁浮单电磁铁的线性化镇定模型和状态反馈镇定控制器(以下简称“FK”);在此基础上开发高速磁浮单电磁铁MPC控制器;通过Matlab/Simulink软件仿真平台,进行MPC控制器参数优化,并对比分析FK、PID和MPC三种控制器在多参数响应、2kN阶跃干扰下的稳定性、响应速度及鲁棒性等性能指标。[结果及结论]MPC控制器在稳定时间方面仅为PID和FK控制器的1/10,同时在超调量、鲁棒性和抗干扰能力等方面均表现出显著优势。 展开更多
关键词 高速磁浮 模型预测控制器 系统仿真 状态反馈镇定控制器 MATLAB/SIMULINK
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基于Kriging模型的电机控制器散热系统多参数优化设计
2
作者 王新艳 李艺超 王志强 《机床与液压》 北大核心 2025年第16期228-234,共7页
新能源汽车电机控制器散热系统的翅柱直径、翅柱高度和冷却液流量等参数对其综合性能有重要影响。针对传统方法求解过程复杂、计算量大、效率低的问题,提出基于Kriging模型的散热系统多参数优化设计方法。将实验设计方法与数值仿真分析... 新能源汽车电机控制器散热系统的翅柱直径、翅柱高度和冷却液流量等参数对其综合性能有重要影响。针对传统方法求解过程复杂、计算量大、效率低的问题,提出基于Kriging模型的散热系统多参数优化设计方法。将实验设计方法与数值仿真分析方法相结合,得到翅柱直径D、翅柱高度H和冷却液流量Q与热源最高温度和冷却液压降的关系。通过分析参数影响特性可知,对热源最高温度的影响较大的参数为D和Q,对冷却液压降影响较大的参数为Q;仅当3 mm≤D≤4 mm时,H对冷却液压降才会产生明显影响。并基于此建立Kriging代理模型。经过分析,代理模型误差均小于10%,满足精度需求,可以代替数值仿真过程对后续结构进行优化设计。然后,以此为基础建立电机控制器散热系统综合设计优化数学模型,实现了散热系统结构快速优化分析。与初始设计相比,优化后的散热系统中冷却液压降明显降低,降幅为62.5%,而热源最高温度的升幅仅为0.43%。这表明优化后散热系统的综合性能得到了显著提高。 展开更多
关键词 电机控制器 散热特性 KRIGING模型 仿真分析
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基于PSCAD/EMTDC的统一潮流控制器动态仿真模型 被引量:23
3
作者 唐爱红 程时杰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第16期6-10,60,共6页
设计了组成统一潮流控制器(UPFC)的动态仿真模型的各个模块,包括正弦脉宽调制(SPWM)信号产生模块、电压源变换器(VSC)控制模块和UPFC控制器的比例积分(PI)控制电路。首先采用三相桥式全控电路组成VSC,VSC的开关器件采用绝缘栅双极性晶体... 设计了组成统一潮流控制器(UPFC)的动态仿真模型的各个模块,包括正弦脉宽调制(SPWM)信号产生模块、电压源变换器(VSC)控制模块和UPFC控制器的比例积分(PI)控制电路。首先采用三相桥式全控电路组成VSC,VSC的开关器件采用绝缘栅双极性晶体管(IGBT),门极信号按SPWM的方式产生。然后通过分析线路传输功率方程设计了一个简单的PI控制器,并构成完整的UPFC仿真模型。还基于该动态模型对UPFC在功率调节、电压控制和抑制振荡等方面的功能进行了仿真分析。仿真结果表明该UPFC仿真模型在线路功率发生较大变动时能使线路快速恢复;在系统发生三相短路时能有效减少系统的功率损失和减小母线电压的暂降幅度;在系统发生功率波动时还能大幅度减小振幅。 展开更多
关键词 统一潮流控制器 PSCAD/EMTDC 动态仿真模型 输配电工程 电力系统
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MMC/SD卡控制器和仿真模型
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作者 朱晓冬 王世明 《电子测量技术》 2005年第5期67-68,共2页
文中介绍基于ARM9处理器核的系统级芯片中MMC/SD卡控制器的设计,该设计同时支持MMC卡和SD卡,经过前端的RTL编码,仿真验证,后端设计,最终采用TSMC的0.18微米工艺流片,控制器模块的最高工作时钟频率达到SD卡标准要求的25MH_z。开发的用于... 文中介绍基于ARM9处理器核的系统级芯片中MMC/SD卡控制器的设计,该设计同时支持MMC卡和SD卡,经过前端的RTL编码,仿真验证,后端设计,最终采用TSMC的0.18微米工艺流片,控制器模块的最高工作时钟频率达到SD卡标准要求的25MH_z。开发的用于功能验证的MMC/SD卡仿真模型支持最新的MMC3.1和SD记忆卡1.0标准。 展开更多
关键词 MMC/SD卡控制器 verilg仿真模型个人信息处理终端SoC 控制器模块 MMC卡 仿真模型 SD卡 0.18微米工艺 后端设计 标准要求 系统级芯片
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基于硬件在环的整车控制器模型建模及仿真 被引量:1
5
作者 汪俊杰 陈凌珊 盛铭 《农业装备与车辆工程》 2020年第5期92-95,共4页
针对新能源汽车控制器开发难的问题,提出建立整车控制器模型作为被控对象,并通过硬件在环进行仿真验证。整车控制器模型采用基于逻辑控制法和查表控制法以及PI控制策略,用MATLAB/Simulink来实现各个汽车模块的建模。为了验证模型精度,... 针对新能源汽车控制器开发难的问题,提出建立整车控制器模型作为被控对象,并通过硬件在环进行仿真验证。整车控制器模型采用基于逻辑控制法和查表控制法以及PI控制策略,用MATLAB/Simulink来实现各个汽车模块的建模。为了验证模型精度,选择某一城市公交车为例,模拟实车工况,仿真结果表明:整车控制模型仿真数据与实车测试数据有较高的吻合性,符合新能源汽车标准,能够帮助整车控制器在开发过程中逻辑功能的验证,缩短开发周期。 展开更多
关键词 整车 控制器 模型 硬件在环 仿真 实车工况
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变量喷药自适应神经模糊控制器设计与仿真 被引量:11
6
作者 陈树人 尹东富 +1 位作者 魏新华 裴文超 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第3期272-276,共5页
为了减少除草剂用量,采用变量喷施除草剂方式进行除草.根据分别建立的杂草面积、喷药机械行驶速度与喷药量关系模型,得知杂草面积和喷药机械行驶速度是影响变量喷施效果的主要因素.为了获取喷药量与车速及杂草面积关系试验数据,设计了... 为了减少除草剂用量,采用变量喷施除草剂方式进行除草.根据分别建立的杂草面积、喷药机械行驶速度与喷药量关系模型,得知杂草面积和喷药机械行驶速度是影响变量喷施效果的主要因素.为了获取喷药量与车速及杂草面积关系试验数据,设计了室内变量喷药试验台,使用DSP处理器及编码器分别得到杂草面积及喷药机械前进速度信息.结合所获试验数据,设计了一种基于自适应神经模糊推理(ANFIS)的双输入、单输出控制器.对控制器设计过程中输入输出变量的选取、隶属函数的选择及控制器的训练等进行了研究,数据经过30次训练后误差为1.47×10-5.对控制器的速度采集、串行通信、电磁阀驱动等硬件电路及模糊控制软件流程,进行了设计.在Matlab中建立了自适应神经模糊控制仿真模型,仿真结果表明:在喷头打开时间为0.2 s,喷药机械速度为0~1 m/s,杂草面积在0~100 cm2时,控制器可自动调节喷药量在0~4 mL变化.与采用传统模糊控制方式相比,该控制器自适应性强,具有较好的应用前景. 展开更多
关键词 变量喷药 控制器 自适应神经模糊推理系统 数学模型 仿真
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基于多视图的武器装备仿真模型体系研究 被引量:3
7
作者 彭春光 邓建辉 张博 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1861-1867 1874,1874,共8页
构建合理完备的仿真模型体系是促进仿真互操作性、建立仿真模型标准、提高模型和代码可重用性的重要技术途径。分析了当前仿真模型体系研究存在的问题,运用系统工程的思想提出了基于多视图的武器装备仿真模型体系描述方法,关注模型与其... 构建合理完备的仿真模型体系是促进仿真互操作性、建立仿真模型标准、提高模型和代码可重用性的重要技术途径。分析了当前仿真模型体系研究存在的问题,运用系统工程的思想提出了基于多视图的武器装备仿真模型体系描述方法,关注模型与其所在环境之间的复杂关系,从不同用户的不同角度描述模型体系,借鉴国防部体系架构和软件体系架构提出了武器装备仿真模型体系框架的五种视图模型,即逻辑视图、开发视图、进程视图、物理视图和场景视图,分析论证了基于该框架构建的统一仿真模型库建设方案,并简要说明了今后的主要研究方向。 展开更多
关键词 武器装备 互操作 视图 仿真模型体系
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伺服系统中模糊控制器的设计与仿真 被引量:5
8
作者 牛全民 黄道敏 张波 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第5期706-708,共3页
同步随动系统是雷达系统中十分重要的单元,它驱动平面位置显示器的偏转线圈跟随雷达天线同步转动,以便精确地测量目标方位,是典型的角度伺服系统。在现行装备中,该系统大多采用模拟调节器,带来了参数调节不方便、动态特性差和跟踪精度... 同步随动系统是雷达系统中十分重要的单元,它驱动平面位置显示器的偏转线圈跟随雷达天线同步转动,以便精确地测量目标方位,是典型的角度伺服系统。在现行装备中,该系统大多采用模拟调节器,带来了参数调节不方便、动态特性差和跟踪精度低等缺点,因此采用现代控制理论对其进行改造十分必要。根据交流电机的数学模型,对雷达同步随动系统采取了数字PID和模糊控制两种控制策略,通过仿真分析,说明了采用模糊控制的先进性。 展开更多
关键词 伺服系统 模糊控制器 设计 仿真 雷达系统 数学模型
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汽车控制器线束的电磁兼容仿真研究 被引量:5
9
作者 任国峰 田丰 +1 位作者 张树梅 杨林 《汽车技术》 北大核心 2014年第6期57-61,共5页
针对目前我国汽车电子电磁兼容检测标准、检测方法和现状,给出了电磁兼容数值仿真分析的基础理论模型,并基于仿真软件CST建立了标准规定的汽车控制器线束的辐射发射测试仿真分析模型。通过仿真模型对控制器线束周围电磁场的分布情况进... 针对目前我国汽车电子电磁兼容检测标准、检测方法和现状,给出了电磁兼容数值仿真分析的基础理论模型,并基于仿真软件CST建立了标准规定的汽车控制器线束的辐射发射测试仿真分析模型。通过仿真模型对控制器线束周围电磁场的分布情况进行了分析,研究了屏蔽、滤波和可靠接地对控制器电磁兼容特性的影响,提出了通过抑制线束上的电流振荡有效减小其辐射电场强度的方法。该电磁场数值仿真技术的应用解决了传统测试方法周期长、费用高的问题。 展开更多
关键词 汽车控制器线束 电磁兼容 仿真模型 优化
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制导炮弹姿态非线性模型预测控制仿真分析 被引量:3
10
作者 修观 王良明 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期66-71,共6页
为实现对某制导炮弹攻角、侧滑角和速度倾斜角指令的快速跟踪控制,应用具有解析控制律的非线性模型预测控制方法设计其控制器。将制导炮弹控制器分成内、外两个回路来设计,通过外回路控制器将攻角、侧滑角和速度倾斜角指令转成弹体角速... 为实现对某制导炮弹攻角、侧滑角和速度倾斜角指令的快速跟踪控制,应用具有解析控制律的非线性模型预测控制方法设计其控制器。将制导炮弹控制器分成内、外两个回路来设计,通过外回路控制器将攻角、侧滑角和速度倾斜角指令转成弹体角速度指令,再由内回路控制器转成舵偏角指令。仿真分析了非线性模型预测控制参数(控制阶数和预测时域)对制导炮弹控制器的影响,得到其对控制效果影响的定性规律。仿真结果表明,合理选取控制阶数和预测时域组合,可使该控制器具有良好的控制效果,系统控制响应快,基本实现无差控制。 展开更多
关键词 制导炮弹 非线性模型预测控制 控制器设计 仿真
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船舶航线保持自适应控制器的设计与仿真试验研究 被引量:3
11
作者 黄义新 方怡冰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2001年第5期608-610,共3页
主要介绍适用于船舶航线保持自动控制系统的自校正控制算法,由于选择了具有偏航距离加权约束的广义最小方差性能指标,使所设计的控制器不仅适合于航向保持自动操舵,而且适合于航线保持自动控制。实验表明,该控制器具有良好的性能。
关键词 航线保持 航向保持 自适应控制器 仿真 船舶 航线 数学模型
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用MATLAB进行模糊控制器的设计和仿真 被引量:20
12
作者 胡国亮 陈久康 《基础自动化》 CSCD 2000年第1期15-20,共6页
针对模糊控制的设计很大程度上还依赖于实际系统的反复实验、调整的普遍现象.结合具体设计实例,介绍了利用较先进的MATLAB软件中的模糊控制工具箱和SIMULINK仿真工具,来实现模糊控制器的设计、分析、仿真的方法。并结... 针对模糊控制的设计很大程度上还依赖于实际系统的反复实验、调整的普遍现象.结合具体设计实例,介绍了利用较先进的MATLAB软件中的模糊控制工具箱和SIMULINK仿真工具,来实现模糊控制器的设计、分析、仿真的方法。并结合S函数,介绍了利用动画模拟仿真控制系统的技术。 展开更多
关键词 模糊控制 仿真 模糊控制器 数学模型
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互联网控制器DiffServ模块对战术互联网仿真的影响 被引量:1
13
作者 张国辉 唐雪锋 +1 位作者 王维锋 高昂 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第1期91-96,共6页
为了研究互联网控制器仿真模型的DiffServ模块对战术互联网仿真的影响,分析了区分服务模型的体系结构,构建了包含DiffServ模块的互联网控制器仿真模型。在VRNET仿真平台上构建了不同地形条件下的战术互联网仿真网络,分别统计了包含DiffS... 为了研究互联网控制器仿真模型的DiffServ模块对战术互联网仿真的影响,分析了区分服务模型的体系结构,构建了包含DiffServ模块的互联网控制器仿真模型。在VRNET仿真平台上构建了不同地形条件下的战术互联网仿真网络,分别统计了包含DiffServ模块与不包含DiffServ模块的仿真模型的态势时延、数据时延、话音时延以及业务成功率。仿真结果表明:包含DiffServ模块相对于不包含DiffServ模块的仿真模型的态势业务量成功率略微提升,态势时延下降,而数据业务和语音业务成功率有所下降,数据时延和语音时延略微上升。 展开更多
关键词 DIFFSERV 互联网控制器 仿真模型 战术互联网
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高精度燃气轮机控制器在回路的仿真研究 被引量:1
14
作者 赵巍 苏明 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期145-149,共5页
采用容积法建立了非迭代和模块化的燃气轮机实时模型,并提出其实时求解算法;同时还建立了通用的燃气轮机控制器在回路的实时仿真平台,并在PC机上获得了高精度实时时钟.基于该实时模型和平台,进行了高、低压压气机和涡轮共轴的燃气轮机... 采用容积法建立了非迭代和模块化的燃气轮机实时模型,并提出其实时求解算法;同时还建立了通用的燃气轮机控制器在回路的实时仿真平台,并在PC机上获得了高精度实时时钟.基于该实时模型和平台,进行了高、低压压气机和涡轮共轴的燃气轮机起动、升降负荷和甩负荷仿真试验,并通过整定PID控制器参数获得了理想的燃气轮机动态响应特性.结果表明:该实时模型、算法和平台可满足高精度燃气轮机控制器在回路的仿真需要,具有工程应用价值. 展开更多
关键词 燃气轮机 实时模型 控制器在回路 仿真 数据采集接口
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基于PM RSM模型解耦的电流控制器性能研究
15
作者 王泰华 郭宇 艾永乐 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第2期210-214,共5页
永磁同步磁阻电机(PM RSM)是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象,即使在同步坐标系下对电机的磁场电流和转矩电流进行解耦,也无法实现d轴电压直接控制d轴电流,q轴电压直接控制q轴电流.通过在电机中添加控制模块,把速度电压和互感项去... 永磁同步磁阻电机(PM RSM)是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象,即使在同步坐标系下对电机的磁场电流和转矩电流进行解耦,也无法实现d轴电压直接控制d轴电流,q轴电压直接控制q轴电流.通过在电机中添加控制模块,把速度电压和互感项去掉,将交直轴分量的控制转化成两个独立通道的控制系统,实现电机本体解耦,并在此基础上,设计一种电流控制器,应用于PMRSM的电流控制中.仿真结果表明,该电流控制器具有较好的鲁棒性和动态响应性能. 展开更多
关键词 电机模型 解耦 电流控制器 MATLAB仿真
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铣削过程的自适应模糊控制器仿真
16
作者 谢守勇 程涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期116-118,共3页
通过铣削过程的刀具受力分析 ,利用多元回归方法建立了 XHK数控铣床在逆铣过程中的铣削力模型 ,根据二阶阻尼系统建立了进给伺服系统的动态模型 ,基于这两个模型对铣削过程的适应控制器进行了计算机仿真实验 ,仿真结果表明 ,该模糊控制... 通过铣削过程的刀具受力分析 ,利用多元回归方法建立了 XHK数控铣床在逆铣过程中的铣削力模型 ,根据二阶阻尼系统建立了进给伺服系统的动态模型 ,基于这两个模型对铣削过程的适应控制器进行了计算机仿真实验 ,仿真结果表明 ,该模糊控制器具有自适应能力和较好的动态品质 。 展开更多
关键词 铣削过程 自适应 模糊控制器 仿真 动态模型
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磁轴承控制器的设计及仿真研究 被引量:11
17
作者 朱熀秋 吴鹏 +2 位作者 曾励 徐龙祥 刘正埙 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期318-323,共6页
介绍了磁轴承系统的组成,对控制器性能的基本要求及控制方案的选择,分析了典型PID控制器存在的两个弊端,提出了磁轴承控制器的四种模型。通过对这四种模型的仿真研究,分析了各模型中比例系数、积分时间常数、微分时间常数及局部... 介绍了磁轴承系统的组成,对控制器性能的基本要求及控制方案的选择,分析了典型PID控制器存在的两个弊端,提出了磁轴承控制器的四种模型。通过对这四种模型的仿真研究,分析了各模型中比例系数、积分时间常数、微分时间常数及局部反馈系数对系统性能的影响,并给出了各参数较为理想的参考值及阶跃响应曲线,仿真结果对制作模拟控制器及数字控制器有一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 轴承 磁性控制器 模型 仿真 参数 悬浮轴承
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基于反步法控制器的双缸液压系统同步运动控制研究 被引量:3
18
作者 刘海星 刘凯磊 +2 位作者 强红宾 康绍鹏 殷鹏龙 《机床与液压》 北大核心 2024年第2期168-174,共7页
由于锻造液压机受到诸多内在、外在因素的影响,使得其双缸同步控制精度不满足工况需求。针对此问题,以传统双缸同步控制系统为研究对象,建立液压缸位置控制系统运动学模型,结合Lyapunov稳定性理论,设计反步法控制器,并且应用于并联同步... 由于锻造液压机受到诸多内在、外在因素的影响,使得其双缸同步控制精度不满足工况需求。针对此问题,以传统双缸同步控制系统为研究对象,建立液压缸位置控制系统运动学模型,结合Lyapunov稳定性理论,设计反步法控制器,并且应用于并联同步控制结构中;分别搭建基于反步法控制器和PID控制器的双缸同步控制系统AMESim与Simulink联合仿真模型,并进行联合仿真。结果表明:与PID控制器相比,从阶跃响应方面看,反步法控制器最大同步误差减小了62.3%,调定时间减少了26.96%;从正弦跟踪能力方面看,反步法控制器滞后性显著降低,并且能够满足双缸同步控制要求。 展开更多
关键词 双缸液压系统 运动学模型 反步法控制器 同步控制 联合仿真
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线性插值方法在某型航空发动机模型控制器设计中的应用 被引量:1
19
作者 强文辉 孟庆明 郑铁军 《航空发动机》 2005年第4期43-45,共3页
采用线性插值算法,根据已知点的精确模型求取包线内任1点的发动机模型;应用Z-N整定经验公式,对插值点进行了PID控制器设计;使用simulink进行了建模仿真。仿真结果表明,所设计的控制器控制效果良好。
关键词 线性插值 航空发动机 建模 仿真 控制器设计 发动机模型 插值方法 应用 线性 SIMULINK
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提高能效的自主供电系统智能控制算法模型建立与仿真 被引量:5
20
作者 李红斌 王嘉伟 +2 位作者 张晶晶 王蕊 窦晨 《现代电子技术》 北大核心 2019年第24期183-186,共4页
为解决太阳能电池为机器人系统提供能量效率低下的问题,文中设计开发一种提高能效的自主供电系统。其采用基于模糊逻辑扰动观测算法的智能MPPT充电控制器,该算法通过使用足够精确的预测和自适应算法克服了在功率波动与最大功率点跟踪时... 为解决太阳能电池为机器人系统提供能量效率低下的问题,文中设计开发一种提高能效的自主供电系统。其采用基于模糊逻辑扰动观测算法的智能MPPT充电控制器,该算法通过使用足够精确的预测和自适应算法克服了在功率波动与最大功率点跟踪时间固定等方面的缺点,提高了太阳能电池的效率。为了研究模糊逻辑器件在MPPT算法中的实现,文中在Matlab/Simulink环境下开发了该系统的仿真模型,包括太阳能电池、MPPT控制器、蓄电池和负载。仿真结果表明,MPPT技术的应用使太阳能系统能量产生量提高了23%;将模糊逻辑算法引入MPPT控制器大幅提升了最大功率点跟踪的速度,且抵消了电压波动,从而使功率不足减少了2%。 展开更多
关键词 太阳能电池 自主供电系统 充电控制器 算法模型 智能控制算法 仿真模型开发
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