基于拟物算法的脐带缆截面布局多目标优化设计

1

作者 田庚 杨志勋 +3 位作者 殷旭 阎军 范志瑞 史冬岩 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期328-335,共8页

为了实现包含多种功能构件的脐带缆截面快速布局,同时保证布局后截面整体性能良好,本文综合考虑紧凑性、平衡性和热源分散性,基于主要目标法建立脐带缆截面多目标优化设计模型。构建对应的物理模型并使用拟物算法结合拟人跳坑策略对脐... 为了实现包含多种功能构件的脐带缆截面快速布局,同时保证布局后截面整体性能良好,本文综合考虑紧凑性、平衡性和热源分散性,基于主要目标法建立脐带缆截面多目标优化设计模型。构建对应的物理模型并使用拟物算法结合拟人跳坑策略对脐带缆截面进行布局设计,得到了3种代表性布局方案。通过有限元仿真进行验证了算法的有效性和可行性。结果表明:基于拟物算法优化后的截面布局在紧凑性和平衡性上有显著提升,通过该方法可以得到综合性能较好的截面布局形式,能够避免依赖长期经验进行设计的不确定性,有效提高了脐带缆结构设计效率,为实际工程设计提供有益的参考。 展开更多

关键词 脐带缆 截面布局 多目标 物理模型 拟物下降 拟人跳坑 数值仿真 优化设计

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基于氧化腐蚀行为的铅铋堆燃料组件多物理耦合特性研究 被引量：1

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作者 季旭 柴翔 +1 位作者 张乐福 刘晓晶 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2139-2152,共14页

氧是铅铋堆中最具应用潜力的非金属缓蚀剂,在冷却剂中添加一定浓度的氧,可在结构材料表面生成保护性氧化膜,可以极大程度上缓解液态铅铋对结构材料的腐蚀。在铅铋堆中,氧化层的生长-去除行为受温度、氧浓度、冷却剂流速、时间等多种因... 氧是铅铋堆中最具应用潜力的非金属缓蚀剂,在冷却剂中添加一定浓度的氧,可在结构材料表面生成保护性氧化膜,可以极大程度上缓解液态铅铋对结构材料的腐蚀。在铅铋堆中,氧化层的生长-去除行为受温度、氧浓度、冷却剂流速、时间等多种因素影响,同时氧化层的生长也改变了堆芯的热工水力特性和中子物理参数,因此,研究铅铋堆的氧化腐蚀场、热工水力场和中子物理场的耦合作用对铅铋堆应用有重要意义。本文基于MOOSE(面向对象的多物理场仿真环境)平台搭建了核-热-材多物理场耦合框架,开展了铅铋堆在基准工况下的核-热-材耦合分析,并研究了氧浓度和冷却剂入口温度对关键耦合参数时序变化规律和氧化层分布的影响。结果表明,基准工况下氧化腐蚀10 000 h后,燃料组件包壳表面的氧化层平均厚度约为9.86μm,燃料最大温升为13.36 K,k_(eff)下降7 pcm;氧浓度升高可以极有效地抑制磁铁矿溶解,但达到一定浓度后氧浓度的升高对Fe-Cr尖晶石的生长促进作用较小;冷却剂入口温度的升高会导致组件中心处包壳壁面的磁铁矿去除速率增大,并且可以大幅促进Fe-Cr尖晶石的生长。 展开更多

关键词 核-热-材耦合 氧化腐蚀 铅铋堆 燃料组件 面向对象的多物理场仿真环境

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一种混凝土重力坝分区弹模反演新方法 被引量：8

3

作者 冯新 周晶 +1 位作者 陈健云 李昕 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期480-484,共5页

建立了一种解决实际工程中测点数少于待反演参数个数的混凝土重力坝分区弹模反演问题的新方法 .这种方法利用已知的补充信息作为反演问题的物理约束条件 ,建立参数反演的多目标优化数学模型 ,解决了反演结果的惟一性问题 ;并且使用改进... 建立了一种解决实际工程中测点数少于待反演参数个数的混凝土重力坝分区弹模反演问题的新方法 .这种方法利用已知的补充信息作为反演问题的物理约束条件 ,建立参数反演的多目标优化数学模型 ,解决了反演结果的惟一性问题 ;并且使用改进的模拟退火算法这种全局最优算法来求解大坝的分区弹模 .数值算例表明 ,这种方法对大坝反演问题具有较高的识别精度 ,反演结果可靠 ,可以应用于实际工程 . 展开更多

关键词 分区弹模 混凝土重力坝 多目标规划 物理约束 参数反演 模拟退火算法 反演方法

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一种高逼真度的控制显示组件仿真方法 被引量：4

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作者 廖峰 郑书朋 +1 位作者 侯伟钦 姜洪洲 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期246-248,251,共4页

为增强飞行员对控制显示组件(CDU)的直观感受,提高CDU仿真的逼真度,基于嵌入式PC104 CPU和8255可编程设备接口卡,设计仿真键盘硬件电路和键盘码扫描程序,实现对CDU键盘的高逼真硬件仿真。利用面向对象仿真技术,创建出CDU仿真页面,有效... 为增强飞行员对控制显示组件(CDU)的直观感受,提高CDU仿真的逼真度,基于嵌入式PC104 CPU和8255可编程设备接口卡,设计仿真键盘硬件电路和键盘码扫描程序,实现对CDU键盘的高逼真硬件仿真。利用面向对象仿真技术,创建出CDU仿真页面,有效解决了页面系统繁重的生成与管理问题。仿真实验结果表明,该方法能够逼真地实现对飞行计算航路数据和性能参数的输入与显示。 展开更多

关键词 控制显示组件 飞行模拟机 半实物仿真 面向对象仿真

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实时模拟固体燃烧现象 被引量：5

5

作者 朱鉴 鲍凯 +2 位作者 常元章 柳有权 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期11-20,共10页

为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火... 为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火焰和燃烧的固体.提出了一个改进的燃面更新方案以及一个新的固体表面纹理映射算法,能够生成逼真的结果.还提出了一系列提高模型效率的加速算法.最终实时地模拟出了真实感的固体燃烧现象. 展开更多

关键词 基于物理的火焰模拟 物质分解 移动网格 MarchingCubes 计算统一设备架构

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基于Modelica语言的多领域模型仿真优化研究 被引量：14

6

作者 吴义忠 蒋占四 陈立平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3748-3752,共5页

在分析多领域物理系统仿真优化特点的基础上,研究了Modelica模型仿真优化的关键问题:基于模型的编译信息实现多实例、多目标启发式仿真优化建模;并利用Modelica语言的结构化注解特征实现仿真优化模型的混合表达;在自主研发的多领域统一... 在分析多领域物理系统仿真优化特点的基础上,研究了Modelica模型仿真优化的关键问题:基于模型的编译信息实现多实例、多目标启发式仿真优化建模;并利用Modelica语言的结构化注解特征实现仿真优化模型的混合表达;在自主研发的多领域统一建模与仿真平台MWorks下实现了多领域仿真优化流程和若干优化算法。最后以F14战机简易模型的控制参数优化为例验证以上方法的有效性。 展开更多

关键词 仿真优化 多领域物理系统 多实例多目标优化 MODELICA

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基于物理属性的虚拟对象行为仿真研究 被引量：3

7

作者 杨云斌 何良莉 +1 位作者 张怀宇 韦力凡 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2747-2752,共6页

目前虚拟装配/维修研究中提出的基于物理属性的建模与仿真方法由于求解复杂性和仿真实时性的要求,较难在实际仿真过程中得到应用。简要分析了虚拟仿真中基于物理属性的建模与仿真研究的现状。提出了产品层次信息模型及其实现方法,给出... 目前虚拟装配/维修研究中提出的基于物理属性的建模与仿真方法由于求解复杂性和仿真实时性的要求,较难在实际仿真过程中得到应用。简要分析了虚拟仿真中基于物理属性的建模与仿真研究的现状。提出了产品层次信息模型及其实现方法,给出了基于物理属性快速建模方法。建立了通过矩阵来描述虚拟对象行为特性的方法,基此给出抓取/放置、移动和意外跌落情况下虚拟对象的行为特性描述。分析了虚拟对象的行为仿真方法,包括力的输入方法与力反馈的方法,结合一个具体工程示例,给出了产品行为特性仿真及其工程应用。 展开更多

关键词 物理属性 行为仿真 虚拟对象 虚拟现实

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使用有限元模型仿真可变形物体的研究进展 被引量：11

8

作者 黄绍辉 王博亮 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第22期5315-5320,5324,共7页

可变形物体的建模与仿真是当今计算机图形学领域的难点和热点之一。对于手术模拟等需要精确计算的场合,最佳的建模工具仍然是有限元模型。惟一限制有限元模型广泛应用的瓶颈,在于有限元的大计算量。为了克服这个困难,目前出现了很多新... 可变形物体的建模与仿真是当今计算机图形学领域的难点和热点之一。对于手术模拟等需要精确计算的场合,最佳的建模工具仍然是有限元模型。惟一限制有限元模型广泛应用的瓶颈,在于有限元的大计算量。为了克服这个困难,目前出现了很多新颖的技术方法。对这些有限元新技术做一个比较全面的综述,对其进行分类和概括,并总结这些最新成果的解决思路以及具体的解决方法,对有意以有限元为工具开发仿真系统的研究者们具有很大的启发和参考价值。 展开更多

关键词 可变形物体 基于物理的建模 有限元模型 软组织变形 交互式手术仿真

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油田深井井下环境仿真系统设计 被引量：2

9

作者 伞冶 刘俊强 +1 位作者 刘翠玲 孙顺民 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2001年第1期43-46,共4页

结合油田深井井下仿真环境系统的研制，对超深井钻采设备环境仿真系统设计进行了讨论。环境仿真系统采用物理模拟及半实物仿真等多种手段，实现了不同地质条件、不同井深的井下环境的仿真。并在大型超高压容器制造、超高压液压系统的设... 结合油田深井井下仿真环境系统的研制，对超深井钻采设备环境仿真系统设计进行了讨论。环境仿真系统采用物理模拟及半实物仿真等多种手段，实现了不同地质条件、不同井深的井下环境的仿真。并在大型超高压容器制造、超高压液压系统的设计、多介质大延时非线性控制系统设计、仿真环境中试验设备工作状态的检测、油井井下环境的建模等方面取得了新的突破。 展开更多

关键词 油田 深井 井下环境仿真系统 数学模型 系统设计

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红外/射频共口径目标模拟器电场相位分析 被引量：3

10

作者 陈亚萍 王轲 +1 位作者 李卓 吕新 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z1期350-352,共3页

为了在实验室内进行复合寻的制导系统的性能验证和评估,需要产生模拟射频/红外的复合信号,红外/射频共口径目标模拟器是产生该复合信号的一个关键部件.采用(MOM)和物理光学法(PO)相结合的方法具体分析了红外/射频共口径系统中辐射近场... 为了在实验室内进行复合寻的制导系统的性能验证和评估,需要产生模拟射频/红外的复合信号,红外/射频共口径目标模拟器是产生该复合信号的一个关键部件.采用(MOM)和物理光学法(PO)相结合的方法具体分析了红外/射频共口径系统中辐射近场区和远场区电场强度相位分布情况,并对辐射近场区电场强度相位进行了实际测试,两者取得了较好的吻合.在辐射近场区完成了通常情况下天线远场才能实现的目标模拟,大大缩短了测试距离. 展开更多

关键词 红外/射频共口径目标模拟器 矩量法 物理光学法 辐射近场区 电场相位

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面向新型电力系统物理模拟实验的快速系统原型技术 被引量：2

11

作者 文劲宇 张浩博 +4 位作者 林思齐 向往 姚伟 周猛 左文平 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期15-22,共8页

新型电力系统对电力系统物理模拟实验提出了很高的要求,原有的物理模拟技术已难以满足。通过借鉴控制领域常用的快速控制原型(RCP)技术思想,提出了快速系统原型(RSP)技术,包括数字仿真器、快速原型控制器和快速原型被控对象(ROP)3个部分... 新型电力系统对电力系统物理模拟实验提出了很高的要求,原有的物理模拟技术已难以满足。通过借鉴控制领域常用的快速控制原型(RCP)技术思想,提出了快速系统原型(RSP)技术,包括数字仿真器、快速原型控制器和快速原型被控对象(ROP)3个部分,解决了传统物理模拟技术费时费力和难以满足新型电力系统快速演进需求的缺陷。RSP技术用于科学研究、产品开发和入网验证时,研究成果和产品可直接用于工程实际。首先介绍了RSP的思想及具体实现方案,并阐述了其“所见即所得”的动模实验理念,最后以柔直输电动模实验为例,验证了基于RSP理念和技术可建成一个企业级别的仿真环境及工程技术实践平台,并能真实灵活仿真新型电力系统的各种特性。 展开更多

关键词 电力系统物理模拟实验 动态模拟实验 快速系统原型 快速控制原型 快速被控对象原型 数字仿真器 企业级别的仿真环境

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基于实际道路工况的混合动力客车能量管理策略多目标优化 被引量：4

12

作者 高建平 孙家辉 +1 位作者 郗建国 任德轩 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期22-27,共6页

为解决以标准工况为基础优化的混合动力客车(HEB)能量管理策略在实际道路工况下燃油经济性、排放性能未能充分发挥的问题,采集某市S122路公交车的实际行驶数据,通过主成分分析与模糊聚类相结合的工况构建法解析该公交线路的代表性典型工... 为解决以标准工况为基础优化的混合动力客车(HEB)能量管理策略在实际道路工况下燃油经济性、排放性能未能充分发挥的问题,采集某市S122路公交车的实际行驶数据,通过主成分分析与模糊聚类相结合的工况构建法解析该公交线路的代表性典型工况,并在该工况下,采用多目标粒子群优化算法对整车控制参数进行优化,对优化后的能量管理策略进行驾驶员在环半实物仿真验证,结果表明,优化后整车燃油消耗量下降8.19%,综合污染物排放量下降8.63%。 展开更多

关键词 混合动力客车 行驶工况 多目标粒子群优化 半实物仿真验证

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双馈风力发电机控制系统半实物仿真平台设计 被引量：3

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作者 单超 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期581-584,共4页

针对目前风力发电机仿真仅限于某个功能或单元的建模及分析,难以进行整机控制系统仿真的问题,以双馈发电机为对象,设计与实现了风力发电机半实物仿真实验平台。该平台包括控制系统、风力机虚拟对象、通讯接口以及监控界面组成,软件之间... 针对目前风力发电机仿真仅限于某个功能或单元的建模及分析,难以进行整机控制系统仿真的问题,以双馈发电机为对象,设计与实现了风力发电机半实物仿真实验平台。该平台包括控制系统、风力机虚拟对象、通讯接口以及监控界面组成,软件之间通过自动化设备规范(ADS)协议进行数据交互融合,为整机及控制系统的性能在线评估提供支持。最后在所开发实验平台上进行了低风速仿真实验,验证了所设计平台的有效性和合理性,为风电场后期的参数评估及性能优化提供一个完善可行的实用化平台。 展开更多

关键词 双馈发电机 半实物仿真 虚拟对象 自动化设备规范协议

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海面物体热像模拟的通用物理模型研究

14

作者 沈国土 杨宝成 +3 位作者 蔡继光 王治华 高景 王章野 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2892-2895,共4页

在通用的海面物体三维几何构型的描述以及准均匀网格生成方法的基础上,改进了原有的海面物体热像模拟物理模型,建立了通用的海面物体热像模拟物理模型,并进行了计算机实现,计算结果表明该通用物理模型涵盖了原有的物理模型,并使有些计... 在通用的海面物体三维几何构型的描述以及准均匀网格生成方法的基础上,改进了原有的海面物体热像模拟物理模型,建立了通用的海面物体热像模拟物理模型,并进行了计算机实现,计算结果表明该通用物理模型涵盖了原有的物理模型,并使有些计算结果的精度得到了提高,还可进一步扩展后应用到其它环境下物体的红外辐射场的模拟。 展开更多

关键词 热像模拟 海面物体 通用物理模型 温度场

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玉米群体冠层实时物理模拟

15

作者 李长锋 郭新宇 +1 位作者 陆声链 赵春江 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第16期5088-5091,共4页

植物器官具有柔性体性质,如何快速高效地处理植物群体内部、植株之间,以及植物器官之间的碰撞检测及变形问题是进行植物群体实时物理模拟的关键。以玉米群体冠层为例,提出了四面体网格结合皮肤网格的双层架构的植物群体物理模拟方法。... 植物器官具有柔性体性质,如何快速高效地处理植物群体内部、植株之间,以及植物器官之间的碰撞检测及变形问题是进行植物群体实时物理模拟的关键。以玉米群体冠层为例,提出了四面体网格结合皮肤网格的双层架构的植物群体物理模拟方法。该方法创建与植株精细的三角形皮肤网格模型相对应的较粗糙的四面体网格包络模型,在四面体网格模型上进行物理模拟、碰撞检测等计算,然后通过四面体网格与皮肤网格间的关联将模拟结果变换到三角形精细网格模型,从而实现了较为逼真、稳定的植物群体实时物理模拟效果。 展开更多

关键词 虚拟植物 物理模拟 可变形物体 四面体网格 Verlet积分

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风力发电机组仿真演示系统研究与开发

16

作者 杨晓春 张德虎 +1 位作者 许昌 田蔷蔷 《水电能源科学》 北大核心 2012年第6期194-196,216,共4页

针对风力发电系统的试验研究受到自然环境和现场条件限制的问题,基于Matlab/Simulink仿真平台,采用面向物理对象建模方法,根据风力发电系统的物理结构和运行特性对其仿真建模,开发了风力发电机组仿真演示系统,并将风力发电系统分解为若... 针对风力发电系统的试验研究受到自然环境和现场条件限制的问题,基于Matlab/Simulink仿真平台,采用面向物理对象建模方法,根据风力发电系统的物理结构和运行特性对其仿真建模,开发了风力发电机组仿真演示系统,并将风力发电系统分解为若干个独立运行的子系统,通过控制结构连接整体。实例表明,本系统能够准确描述整台风力发电机组的动态行为,适合于教学仿真演示及控制技术研究。 展开更多

关键词 面向物理对象建模方法 风力发电机组 MATLAB/simulINK 仿真演示系统 开发

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基于对象时空Petri网的CPS建模与仿真

17

作者 邓亮亮 张立臣 姜文超 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第11期3334-3339,共6页

信息物理融合系统(CPS)是一个融合了计算、控制、通信和物理元素的分布式实时反馈系统,但传统的建模方法无法满足CPS对时空性能要求较高的情况。为此,提出结合对象特征的对象时空Petri网(DS-OPN)建模方法。首先,将面向对象封装技术、时... 信息物理融合系统(CPS)是一个融合了计算、控制、通信和物理元素的分布式实时反馈系统,但传统的建模方法无法满足CPS对时空性能要求较高的情况。为此,提出结合对象特征的对象时空Petri网(DS-OPN)建模方法。首先,将面向对象封装技术、时空元素融入Petri网中,设计空间和时间描述规则,将相同对象下的场景元素封装到同一对象子网系统模型中。其次,定义聚合规则,聚合各个子网模型,使这些模型能够描述CPS物理拓扑环境中的对象变化过程。最后,以交通CPS为例,建模和仿真分析自主控制超车系统的动态行为;同时,建立模型的可覆盖性树和关联矩阵分析验证模型的可达性、安全性等性质。实验结果显示,DS-OPN建模方法建立的模型对系统流程的逻辑结构表现清晰,对时空因素的计算准确,在实时性和安全性上能满足CPS的要求,验证了该建模方法的有效性和安全性。 展开更多

关键词 信息物理融合系统 建模与仿真 时空特性 面向对象 PETRI网

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基于OPC的电力信息物理系统仿真平台研究 被引量：5

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作者 孙正龙 赵靖博 +1 位作者 庄钧植 蔡国伟 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期70-78,共9页

信息网和物理电网的融合与协作是未来智能电网的重要特征之一,构成了典型的信息物理系统CPS(cy⁃ber-physical system)。在电力信息物理系统CPPS(cyber-physical power system)中,信息空间的扰动和故障将增加物理系统运行风险,在评估CPP... 信息网和物理电网的融合与协作是未来智能电网的重要特征之一,构成了典型的信息物理系统CPS(cy⁃ber-physical system)。在电力信息物理系统CPPS(cyber-physical power system)中,信息空间的扰动和故障将增加物理系统运行风险,在评估CPPS的动态行为时必须详细考虑信息网的影响。基于OPC技术实现了电力系统仿真工具DIgSILENT和信息系统仿真工具Matlab的联合运行,建立了电力信息物理系统仿真平台。以广域阻尼控制为例进行电力系统与广域测量通信系统的联合仿真,结果表明,所建仿真平台能够有效反映系统中信息系统和物理系统的交互影响,所采用的广域阻尼控制能够有效抑制电力系统低频振荡,进而验证了平台的有效性。 展开更多

关键词 信息物理系统 OPC技术 DIGSILENT Matlab 仿真平台

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基于MATLAB的智能测试系统PMSM物理实时仿真平台 被引量：2

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作者 王梦茹 周珊 +1 位作者 王金波 薛盼盼 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2225-2235,2244,共12页

针对在航天控制器软件测试过程中存在的实物被控对象不能模拟故障模式配合测试的问题,提出建立包含被控对象和控制系统的物理实时仿真平台的解决方案。该方案利用MATLAB/Simulink的system generator工具箱建立电机矢量控制模型,并在FPG... 针对在航天控制器软件测试过程中存在的实物被控对象不能模拟故障模式配合测试的问题,提出建立包含被控对象和控制系统的物理实时仿真平台的解决方案。该方案利用MATLAB/Simulink的system generator工具箱建立电机矢量控制模型,并在FPGA上实现,硬件扩展后与被测对象构成了一套完备的闭环测试系统;该模型具有高精度,能够模拟电机正常功能,可设置模型参数及故障模式,可用于控制系统的正常测试和故障测试,确保测试充分;该方案为其他复杂执行机构仿真测试提供了参考,为构建智能测试系统提供了新思路。 展开更多

关键词 交流永磁同步电机 MATLAB建模 物理实时仿真 闭环测试系统 智能测试系统

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