控制系統仿真的案例
永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
因此確定實際的控制周期為83.3μs，在PWM比較器的三角波的地點和頂點各對永磁電機進行一次控制。
因此確定整個系統仿真模型的仿真參數：
1 . 被控對象的仿真步長為100ns；
2 . PWM比較器的仿真步長為100ns；
3 . 控制器的仿真步長為83.3μs；
控制器仿真模型通過PWM比較器通過異步中斷的方式觸發運行。
永磁同步電機控制系統模型概述
為保證每個控制時刻電流采樣與PWM信號的同步，在模型搭建時可以采用Function Call子系統或者Enable子系統，如下圖所示，此時PMSM Controller的運行不與時間同步，而與PWM比較器輸出的trigger同步（圖中的from模塊的INT標識）
基于Function Call的PMSM控制器模型
PWM比較器產生控制器模型觸發信號
整個系統仿真模型建模完成后，點擊Simulink的左側模型的圖標，選擇Colors，查看Simulink模型中不同模塊的仿真速率。如下圖所示，其中紅色表示仿真步長為0.1μs。
展開 基于MATLAB/Simulink 機器人魯棒自適應控制系統仿真研究
基于MATLAB/Simulink 機器人魯棒自適應控制系統仿真研究
高道祥，薛定宇
（東北大學教育部暨遼寧省流程工業綜合自動化重點實驗室，沈陽 110004）
摘 要：介紹了一種在MATLAB/Simulink 環境下進行機器人魯棒自適應控制系統仿真的方法，利
用Matlab 軟件強大的數值運算功能，將系統模型用Matlab 語言編寫成M-Function（或S-Function）
文件，通過User-Defined-Function 模塊嵌入到Simulink 仿真環境中，可以充分發揮Simulink 模塊
實時的動態仿真功能，簡化仿真模型的設計，修改和調整?；贛-Function 建立機器人系統模型
的方法可以推廣到其他復雜控制系統的建模，SimMechanics 在建立多自由度連桿機器人受控對象
仿真模型時，簡單可靠。
關鍵詞：機器人；Matlab/Simulink；SimMechanics；仿真；魯棒自適應控制
中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-731X (2006) 07-2022-04
基于MATLABSimulink機器人魯棒自適應控制系統仿真研究.pdf
展開 053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part1.rar
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part2.rar
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part3.rar
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基于Saber的無刷直流電機控制系統仿真
從結果可以看到，無刷直流電機控制系統工作正常。
3 結論
本文利用仿真軟件Saber完成了無刷直流控制系統的建模與分析，系統仿真試驗證明，控制系統工作正常，仿真精度高，其仿真結果與理論分析相吻合。Matlab/Simulink仿真軟件主要適合電機控制系統研究，Pspice仿真丁具主要適合電力電子電路的分析，Saber軟件包含豐富的電力電子元器件、電機模型庫，運算精度高，同時具備以上兩種分析工具的優點。因此，基于Saber的電機控制系統的仿真分析，可以在掌握系統的動態特性的同時，實現對電路設計的詳細設計和精細分析，對控制策略、算法進行驗證，從而更加有效地進行系統和分系統設計為電機控制系統的應用提供了非常有效的設計手段。
展開 
計算機建模與仿真在液壓伺服控制系統中的研究應用
國內的液壓仿真技術開始于20世紀70年代末80年代初。近年來在國內廣泛應用的液壓仿真軟件多屬于國外的產品，其中包括專門用于液壓仿真的軟件和用于機械或機電系統的液壓仿真功能的軟件?？偟恼f來這些產品在圖形化建模、模型庫內容的豐富性、界面友好和操作方便等方面都取得了比較大的成功，同時在三維實體運動和動力分析與仿真、查錯功能、建模的具體方法或功能的多樣性方面又各有所長。
幾十年來，我國非常注重仿真技術的發展與應用。建模與仿真技術在許多領域的系統規劃、分析、設計、實施、維護、管理、人員訓練等方面發揮了重要的作用。
2 液壓伺服控制系統系統建模與仿真原理
建模與仿真技術具有很高的科學研究價值和巨大的經濟效益，它是以相似原理、系統技術、信息技術以及仿真應用領域的有關技術為基礎，以計算機系統與應用有關的物理效應設備及仿真器為工具，利用模型對系統進行研究的一門多學科的綜合性的技術。由于建模與仿真技術的特殊功效，特別是安全性和經濟性，使得建模與仿真技術得到廣泛的應用。建模與仿真包括3個基本要素：系統、模型和計算機，聯系著它們的3項基本活動是模型的建立、仿真模型建立和仿真實驗。其關系圖如圖1所示。
圖1 仿真3要素及關系圖
根據機械裝備的要求，液壓控制系統可以對位置、速度、力等任意被控對象按一定的精度進行控制。并且在有外部干擾的情況下，也能穩定而準確的工作。通常液壓伺服控制系統由以下單元組成：指令單元、比較單元、控制放大器、電液控制閥、執行元件、負載、檢測單元、能源裝置等。
液壓伺服控制系統其指令單元可以是信號發生器、電位器、計算機或其他電子器件，根據系統動作的要求發出相應的電壓信號。
展開 永磁同步電機降階模型抽取和矢量控制算法仿真
永磁同步電機矢量控制系統聯合仿真模型
7 總結
通過對永磁同步電機降階模型抽取得到數據表，等效抽取的結果是基于有限元計算得到的，在控制系統聯合仿真過程中只需通過查表的方法就能快速得到電機得性能，既保證了精度又保證了速度。在控制系統聯合仿真過程中具有重要的意義。同時將電機模型與控制系統進行系統性聯合仿真將有助于提高仿真準確度，為進一步優化電機本體及控制器策略提供了重要的參考意義。
永磁同步電機降階模型抽取和矢量控制算法仿真
永磁同步電機矢量控制系統聯合仿真模型
7 總結
通過對永磁同步電機降階模型抽取得到數據表，等效抽取的結果是基于有限元計算得到的，在控制系統聯合仿真過程中只需通過查表的方法就能快速得到電機得性能，既保證了精度又保證了速度。在控制系統聯合仿真過程中具有重要的意義。同時將電機模型與控制系統進行系統性聯合仿真將有助于提高仿真準確度，為進一步優化電機本體及控制器策略提供了重要的參考意義。
基于PLC的閥門生產線控制系統設計與仿真分析
基于PLC控制的閥門生產流程如圖1所示。
圖1 程序流程圖
4 閥門生產線控制系統的仿真分析
4.1 構建控制系統數學模型
文章使用Matlab 8.0軟件進行閥門生產線控制系統的仿真分析，并利用該軟件內置的Simulink工具箱進行編程。相比于其他的編程工具（如Java、C++等），Simulink可通過繪制方框圖代替編寫程序，因此降低了開發難度；同時軟件會自動調整最大步長，以保證仿真精度，有利于提升仿真系統的響應速度[8]。基于Simulink工具箱的系統模型構建方式如下。
首先選擇用于構建數學模型的傳遞函數。對于閥門生產線來說，由于產品結構相對簡單、產品種類較為單一，因此可以選擇低階傳遞函數，在滿足加工精度和制造效率的前提下，降低模型的開發難度。文章選用的一階傳遞函數為
這里以伺服電機為例，結合其技術參數，其傳遞函數為
其次是確定控制方式。文章選擇PID控制方式，控制器在接收輸入信號后，以比例形式反映偏差信號，保證了更加精確的識別偏差。并且在發現偏差后，分別通過積分處理（消除靜差）、微分處理（修正偏差），使被控對象的各個變量均在允許范圍內[9]。以傳遞函數形式表示PID控制原理：
式中，G(s）為PID控制器的傳遞函數；K為比例系數，無量綱；T為積分時間常數；t為微分時間常數；s為PID控制器的響應時間；e為自然常數。將伺服電機的真實參數帶到數學模型中，并使用Simulink工具箱繪制運行程序，設定采樣頻率為1 200 Hz，施加幅值為1 r/min的階躍信號，自動得出系統的階躍響應曲線。伺服電機系統的仿真結構如圖2所示。
圖2 伺服電機系統的仿真結構圖
4.2 系統仿真結果
伺服電機系統的階躍響應曲線如圖3所示。
展開 電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究
利用AMESim 軟件，建立比例伺服閥控變量泵容積調速系統的仿真模型。利用該模型對系統的性能進行仿真研究，結果表明: 該調速系統具有很好的速度跟蹤特性、較小的速度超調量、較高的速度控制精度以及較好的系統工作穩定性。
009-電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究.rar
083-雷達天線陣面液壓升降系統同步控制及仿真研究
083-雷達天線陣面液壓升降系統同步控制及仿真研究
船舶航向控制器設計與仿真
所以，積分控制可以消除余差。但積分控制雖然能消除余差，也存在著控制不及時的缺點。積分時間的大小表征了積分控制作用的強弱。積分時間越小，控制作用越強；反之，控制作用越弱。
引入微分控制，微分輸出只與航向偏差的變化速度有關，而與航向偏差的大小以及航向偏差是否存在與否無關。如果航向偏差為一固定值，不管多大，只要不變化，則輸出的變化一定為零，控制器沒有任何控制作用。微分時間越大，微分輸出維持的時間就越長，因此微分作用越強：反之則越弱。當微分時間為0時，就沒有微分控制作用了。微分控制作用的特點是：動作迅速，具有超前調節功能，可有效改善被控對象有較大時間滯后的控制品質；但是它不能消除余差，尤其是對于恒定偏差輸入時，根本就沒有控制作用。
4 船舶航向控制器仿真
本設計所選舵機伺服機構模數學型為G2(s)=1/1+3S；
所選船舶運動數學模型為G1(s)=0.09/s(1+41s)；
所選電羅經的數學模型為H(s)=1。
不完全微分PID控制器的傳遞函數可表示為：
根據以上所選數學模型，在MATLAB上構建船舶航向控制系統的仿真模型，如圖1所示。
圖1 船舶航向控制系統的仿真模型
構建好仿真模型后開始仿真分析確定航向控制器的關鍵參數。
5 航向控制器的關鍵參數整定
本設計采用的是衰減曲線法來整定PID參數。
為方便準確地整定PID參數，結合GUI對航向控制系統進行仿真分析。通過滑動條連續改變參數PID，采用衰減曲線法整定。
其整定步驟如下：
1)先令P=0、1=0、D=0。
2)逐漸增加P，使得過渡過程出現4:1振蕩。
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今晚 | ANSYS官方永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真直播
在電機型號確定后，性能優異的電機控制器將最大限度地發揮電機的效能。比如：
相對SPWM，采用SVPWM調制方法可以減小逆變器的開關損耗、提高母線電壓利用率；
采用單位電流最大轉矩控制方法（MTPA）,將在不增加逆變器容量的情況下，使電機輸出最大的轉矩。
ANSYS提供使用方便、高精度的電機本體及其控制系統開發仿真平臺。用戶先采用ANSYS有限元軟件，設計出性能優異的電機本體，然后采用ANSYS特有的電機降階模型抽取方法，基于有限元精確仿真的結果，提取出高精度的電機ECE模型，無縫輸入到ANSYS系統仿真軟件，在系統仿真軟件中搭建矢量控制電路等控制電路，做到控制算法和系統與電機本體的最佳匹配，在開發初期就可以對電機本體和控制系統作出有效評估。
對于只設計電機控制系統的用戶，也可以向其電機供應商索取與實際電機對應高精度的電機ECE模型，進行控制算法的仿真和優化。電機ECE模型只高精度體現電機外部特性，而不會泄露供應商實際的電機設計參數，在有效保護各方知識產權的同時，又促進了電機設計生產廠家和控制器設計生產廠家的高效合作。
主要內容綱要如下：
1. ANSYS電機本體及其控制系統仿真平臺介紹
2. ANSYS永磁同步電機電機的降階模型抽取方法
3. ANSYS 結合電機本體高精度降階模型的矢量控制算法實現方法
報名方式
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展開 大型裝置起豎系統協同仿真研究
：以液壓驅動的大型裝置起豎系統為研究對象，選擇Pro/E、ADAMS、AMESim 和
MATLAB/Simulink 作為軟件環境，探討了復雜機電液一體化系統建模與協同仿真的實現策略。利
用Pro/E 和ADAMS 軟件建立起豎機械系統多體動力學模型，利用AMESim 軟件建立起豎液壓系
統的模型，利用Simulink 建立控制系統的模型，并以MATLAB/Simulink 為主仿真環境，通過軟件
接口將多體動力學模型和液壓系統模型集成到MATLAB/Simulink 中，并利用參數關聯構建系統
完整的仿真模型，實現了機械、液壓、控制系統仿真模型的有機集成。研究結果對復雜機電液一
體化系統的協同仿真與優化設計具有一定的指導意義。
016-大型裝置起豎系統協同仿真研究.rar
展開 精通SIMULINK系統仿真與控制
精通SIMULINK系統仿真與控制.part01.rar推薦
船舶轉向控制系統設計及仿真研究
完成程序流程圖的搭建之后，把仿真的時間設定在1000s，點擊運行按鈕后觀察到示波器上給定值和控制值的對比。
4 結語
由仿真結果我們可以看到，在具有代表性的傳統控制方法，即PID的方法控制之下，整個系統再通過一個較長時間的調整之后也可以達到平衡的狀態。但是這個調整的時間過于的漫長，可得為700s左右，即整個系統的響應時間過長。為了減小系統的響應時間，我們可以對PID調節器的比例參數進行調節，但是事實證明，在調節比例參數的過程中又會造成系統的超調量過大，系統很難再第一時間達到穩定的狀態。同時在對PID控制器內部的三個參數的設定也是一個極為復雜且繁瑣的過程，在整個調試的過程中要通過多次的嘗試。其只有一個傳統的經驗性的確定方法，無法得到一個合理的數學化的公式以便于用戶的設計。這些都是傳統的控制方法在船舶航向控制方面所有的天然的劣勢。
所以我們在接下來的工作中希望能夠更多地采集實船動態數據，進一步完善計算模型和參數，以期希望得到更加良好的控制效果和更加簡單的控制、調試方法。
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