实时仿真

摘要： 通过仿真试验结果来评定导弹武控系统性能是评判武控系统能力优劣的一种方法。为了实施某型导弹武控系统实时仿真,评定武控系统性能指标,建设一套基于VxWorks嵌入式实时操作系统的数学仿真系统,并进行了武控系统仿真实验。结果表明,导弹武控仿真系统方案设计科学合理。

摘要： 高寒区气候条件恶劣,混凝土坝的长期运行面临诸多安全风险。为此,结合高寒区的气象和水文特点,分析了高寒区混凝土坝运行中面临的不利因素,基于安全监测和有限元仿真,构建了高寒区混凝土坝运行期实时仿真系统,实现了大坝中短期变形的高精度预测。在此基础上,基于混凝土表面散热系数反演方法、数学统计模型和非线性有限元安全度理论,依照危害等级,构建了包含坝体表面保温监控、变形异常监控、结构破坏监控的多层级监控预警体系,为进一步构建高寒区混凝土坝运行安全监控系统提供了理论和技术支撑。

摘要： 融合传统电力系统与先进信息技术形成的电力信息物理系统(CPS),其物理侧电力系统与信息侧通信网络的耦合程度不断加深,网络故障与恶意攻击等通信问题导致的电力系统故障愈发严重,传统仿真手段不再适用于模拟和分析此类场景。分析了电力CPS仿真技术的研究现状,在主流实时仿真工具的基础上设计了嵌入式控制组件与渗透测试组件,基于多组件并行架构设计了具备多种实时仿真模式的电力CPS实时联合仿真平台,详细阐述了其整体架构与组件运行机理。最后设计了涵盖多种仿真场景的测试算例,仿真结果验证了该平台的有效性与准确性。该平台能够满足电力CPS主要运行场景的实时仿真需求且支持多端通信和渗透测试的功能。

摘要： 针对数字孪生在可重构制造系统(RMS)的应用问题,提出面向RMS的数字孪生与制造仿真一体化平台(DTMSIP)架构. DTMSIP架构充分适配RMS动态重构特性,可以在RMS构型设计中实现仿真分析.对面向RMS的数字孪生映射进行建模,通过引入孪生实体(TE),实现RMS车间的多源异构数据集成,并分别建立机床与构型的数字孪生映射.建立数字孪生方法在RMS重构中的应用流程,通过信息物理融合迭代与构型仿真优化迭代,DTMSIP可以服务于RMS的系统重构.为了验证所提出方法的可行性,使用虚幻引擎四(UE4)为一套实际的模块化RMS构建数字孪生平台,并将当前构型以及4种规划构型作为仿真输入.通过分析重构成本、生产周期与系统平衡率3项指标,实现对构型的量化综合分析,实现了重构设计流程加速.

摘要： 为实现城市道路交通管控的智能化,缓解交通拥堵,研究和设计了城市道路交通主动控制系统.系统由4个子系统构成,其中云-边-端支撑子系统是计算、通信和存储的基础,可视化软硬件在环子系统是指挥决策与演练的关键,实时控制子系统和实时仿真子系统是道路交通控制的核心,用以保障交通控制的实时性和先进性.系统采用基于时空资源分配的主动控制模型,将传统以周期、绿信比调节为核心的交叉口信号被动控制转变为车道可变、相位相序可调且具有链状连接特性的交叉口主动控制.实际数据仿真分析表明,系统的主动控制能够有效降低交叉口通行车辆的总行程时间和平均排队长度.

摘要： 大量电力电子设备接入电力系统给电磁暂态实时仿真技术带来了巨大的挑战。文中从多个角度对电力电子设备和含电力电子设备电力系统实时仿真领域近年来的研究成果进行了综述。在应用场景和利用范式方面,除了硬件在环测试等对仿真实时性具有严格要求的场景,实时仿真还被用于其他单纯对仿真效率有较高要求的场景。在建模与仿真方法方面,无论是基于分立元件的建模仿真,还是基于端口特性或电路等值的电力电子设备建模仿真,都有商业化应用的案例,但如何兼顾高频、复杂设备实时仿真的效率和精度仍是当前研究的热点与难点。在实时仿真硬件平台方面,现场可编程门阵列(FPGA)和图像处理单元(GPU)等具有天然硬件并行性的计算芯片成为除CPU之外的重要选择,特别是FPGA正被越来越多的商业化平台所采用,但所用仿真算法大多基于传统框架,尚未能充分发挥FPGA的硬件架构优势。此外,电力电子设备和含电力电子设备电力系统实时仿真的算法并行性、强刚性与数值稳定性问题仍具有巨大的研究空间。

摘要： 海上风电经交流电缆汇集送出系统送端暂态过电压威胁系统安全稳定运行,为定量分析暂态电压对海上风电机组的影响,指导海上风电无功电压控制系统配置,亟须研究海上风电经交流电缆汇集送出系统暂态无功电压模型。首先,分析计及交流电缆的送出系统等效网络特性,明确等效网络呈现感性与容性特性的边界条件;然后,基于等效网络容性特性,建立计及交流电缆的海上风电暂态无功电压数学模型,基于控制硬件在环(control hardware in the loop,CHIL)实时仿真实验平台,验证了数学模型的正确性;最后,基于海上风电暂态无功电压模型,定量分析交流电缆线路长度、风电机组网侧变流器电流环控制带宽与阻尼比对机端暂态过电压的影响规律,为定量评估海上风电经交流电缆汇集送出系统暂态过电压运行风险奠定了理论基础。

摘要： 航空发动机作为整个飞机中的核心部件,发生任何故障都会对飞机造成严重的威胁,电子控制器作为发动机系统的中枢指挥,承担着发动机控制、紧急情况响应等关键任务。为保证航发控制器能可靠高效地工作,必须要对其进行全方位、多角度、广范围的迭代验证。硬件在环仿真平台够进行电子控制器全状态功能与性能的仿真模拟,能够有效节约成本、缩短研发周期、降低试车风险,已成为发动机控制器研制过程中的关键技术之一。该文研制了一套仿真验证平台,该平台借助LabView与VeriStand软件,配合各类板卡能实现涡轴发动机控制系统的实时仿真、可对电子控制器进行全功能、性能的仿真验证,为电子控制器的研制提供了有力可靠的支撑。

摘要： 该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时间并关联相应的变量,实现监控动态画面和C脚本之间的通信,组建成一个完整的闭环控制系统,并进行手动/自动模式的测试。该仿真平台能够用动画实时地展示水箱液位变化过程,立体感和真实感强,可实现在线修改控制器参数、手动/自动两种模式无扰切换等功能,人机交互效果好,是一个有效的验证各类控制算法及其参数设定的仿真实验平台。

摘要： 对柴电混合动力系统级故障诊断进行了研究,利用仿真软件搭建了实时整车模型,并构建了基于支持向量机的柴电混合动力系统的诊断框架。采用一对一方法构建多分类器,故障识别准确率达到98%。构建了柴电混合动力系统故障诊断实时仿真平台,进行了基于支持向量机的柴电混合动力系统故障诊断实时仿真,验证了实时环境下基于支持向量机诊断算法能有效实现对混合动力系统多故障并发模式诊断。

摘要： 为验证轮毂电机驱动装甲车辆控制方案可行性,在仿真系统中引入真实的驾驶员操纵输入,构建"驾驶员—综合控制器—电机驱动系统—车辆动力学"整车闭环控制系统.建立基于横摆转矩控制的轮毂电机驱动装甲车辆控制模型,实现各驱动电机驱动转矩的合理分配.采用真实的车辆综合控制器,与RT-LAB仿真平台中建立的驱动电机模型和Vortex仿真平台构建的车辆动力学仿真系统共同组成硬件在环的实时仿真系统.在此基础上开展了真实驾驶员操控下整车动力性能实时仿真.仿真结果表明:该实时仿真系统验证了实车综合控制器控制算法可靠性,同时分析了车辆动力性能.

摘要： 本文分析了螺杆泵和离心泵的流体网络特性,论述了在流体网络实时仿真中两者的流体网络模型所含的不同逻辑关系,指出了以三螺杆泵为代表的容积泵在流体网络实时仿真建模中的特殊性.基于三螺杆泵流量方程和流体网络基本理论,构建了三螺杆泵的流体网络模型将所建立的模型应用于燃油系统的仿真,仿真结果证明了该模型的正确性和有效性.

摘要： 本文采用输入一输出描述方法对低地板车混合动力储能系统中双向DC-DC变换器建立数学模型，使用前向欧拉法对模型中微分方程离散化，采用dSPACE实时仿真器搭建实时仿真平台，与Simulink仿真结果对比分析。通过实时仿真结果可以看出基于dSPACE仿真器的实时仿真具有较高的可靠性和有效性，可代替真实的双向DC-DC变换器用于控制系统的开发调试，提高控制策略的开发研究速度，减少控制系统在实际电路中调试可能出现的问题。

摘要： RT-LAB作为一种实时仿真软件,在电力系统实时仿真中,采用的主要解耦算法包括SSN、Artemis Lines等2种算法,Artemis Lines主要利用传输线路的固有延时特性进行解耦，这种解耦算法要求传输线路具有一定的长度，若传输线路太短，延时小于仿真时间步长，这种情况下，就不能使用Artemis Lines来进行解耦。SSN算法主要是结合了状态空间法与节点法两者的优点，将采用状态空间分析法的各电路子系统通过节点分析法进行解耦，能够有效的处理电力电子器件及断路器等开关元件、非线性元件及与一些采用节点分析法建立的模型进行接口通过仿真比较分析，相比Artemis Lines解耦算法，SSN算法的计算效率要低些。另外，采用SSN对模型进行解耦后，可能使得模型计算时间比不解耦时更长，这是在实时仿真时需要注意的地方。

摘要： 大坝施工期和运行早期的裂缝问题,主要是通过施工期的温度控制解决,因此,在混凝土坝施工中,加强混凝土温度的实时监控和科学管理分析是十分必要的.本文提出一种基于数据库的温度应力实时仿真分析及反分析系统.该系统利用数据库技术、高性能计算技术以及网页编程等技术构建数据采集分析模块,实时采集数据库中的可用数据,对数据进行处理分析形成计算数据文件;进一步构建仿真计算模块,通过调用SapTis仿真计算软件在各种体系结构的计算平台进行温度应力的计算;之后通过构建智能反分析模块进行温度的反馈分析,并进一步计算得到真实的温度和应力;最后通过后处理模块实现计算结果的可视化、直观化展示,并根据安全系数值进行安全预警.系统具有实时、自动化、智能化及直观化的特点,可以实现混凝土浇筑现场施工质量的实时、智能、快速分析和反分析,及结果的直观展示和安全预警.

摘要： 大范围水体是大自然的重要组成部分,对于诸如计算机游戏和虚拟环境的交互式3D应用来说是非常重要的.模拟水体与漂浮物体相互作用对于实际应用来说是必不可少的,但是传统基于高度场的交互方法大多采用让水体穿过物体发生作用.提出一种新型的基于GPU的快速模拟大范围水体与物体的交互方法、设计一种特殊的仿真网格来解决动态对象与周围环境之间的交互,刚体模型采用预刚体化算法实现.仿真结果表明在GPU资源预算有限的情况下,该方法也可进行对大规模水体的实时仿真.

摘要： 大坝施工期和运行早期的裂缝问题,主要是通过施工期的温度控制解决,因此,在混凝土坝施工中,加强混凝土温度的实时监控和科学管理分析是十分必要的.本文提出一种基于数据库的温度应力实时仿真分析及反分析系统.该系统利用数据库技术、高性能计算技术以及网页编程等技术构建数据采集分析模块,实时采集数据库中的可用数据,对数据进行处理分析形成计算数据文件;进一步构建仿真计算模块,通过调用SapTis仿真计算软件在各种体系结构的计算平台进行温度应力的计算;之后通过构建智能反分析模块进行温度的反馈分析,并进一步计算得到真实的温度和应力;最后通过后处理模块实现计算结果的可视化、直观化展示,并根据安全系数值进行安全预警.系统具有实时、自动化、智能化及直观化的特点,可以实现混凝土浇筑现场施工质量的实时、智能、快速分析和反分析,及结果的直观展示和安全预警.

摘要： 发动机控制系统半物理试验是发动机控制系统设计的关键步骤,发动机控制系统试验器为发动机控制系统试验提供平台.发动机控制系统试验器仿真测试控制系统实现试验参数的采集、发动机模型计算、发动机信号仿真输出等功能.以并行计算机为平台,基于VME总线的实时仿真测试控制系统可以满足系统对采集精度和仿真控制的实时性要求,为发动机控制系统试验奠定基础.

摘要： 本文针对复杂电磁环境中电子战对抗技术发展研究的需求,研究由"网络-电磁空间"概念与结构所形成的复杂电磁环境仿真总体方案,建立目前复杂战场环境中多种有源干扰和无源干扰高置信度模型.利用高速并行系统完成有源干扰和无源干扰的模型实时仿真.运用博弈论思想,对实战环境中实施电子对抗决策过程进行仿真.通过对实战中网络电磁空间环境的仿真技术研究,将提升我国军工制在网电空间的研究能力.

摘要： 随着世界各国火星探测计划的开展,对火星大气进行深入研究、建立精确的火星大气模型不仅是人类科学研究探索的需要,同时也是火星探测任务的工程实际需求.本文首先回顾了火星大气的研究历程,分析了火星大气模型的发展现状,介绍了美国NASA火星全球参考大气模型(Mars-GRAM)和欧洲火星气候数据库(MCD),并对现有的火星大气密度简化模型进行了归纳,最后对国内外火星大气的研究现状进行了总结.

摘要： 本发明公开了一种实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法，首先创建一片连续的内存作为与GPU的共享内存，用户轨迹实时的从共享内存M1传入到GPU中，在GPU中创建计算导航信号线程Thread1和控制计算导航信号线程Thread2，GPU中的控制计算导航信号线程Thread2检测到共享内存M1中控制GPU信号计算线程的参数已经发生变化后，从共享内存M1中B块读取用户轨迹参数到GPU显存，并传递计算导航信号标记给计算导航信号线程Thread1，计算导航信号线程Thread1等到计算导航信号标记后，计算导航信号线程Thread1进行卫星导航信号计算；信号仿真导航信号计算线程Thread1计算导航信号过程中将生成的信号仿真数据写回到共享内存M1中的C块。通过上述方式，本发明能够保证信号计算生成的实时性。

摘要： 本发明公开了一种基于FPGA的MMC实时仿真设计方法，在基于FPGA的实时仿真器中，建立基于戴维南等效的MMC实时仿真模型；其中，所述基于FPGA的实时仿真器包括桥臂解算单元和子模块解算单元，所述桥臂解算单元计算当前仿真步长下MMC中所有桥臂的历史项电流源和电流，所述子模块解算单元计算当前仿真步长下的MMC中所有子模块的戴维南等效电压源和戴维南等效电阻，根据预设的仿真步长完成每一次实时仿真，并在当前的仿真时刻达到预设的仿真结束时刻时，输出所述MMC实时仿真模型的仿真结果。本发明还公开了基于FPGA的实时仿真器，采用本发明实施例，基于FPGA实现对更高电平数的MMC的实时仿真，能够保证对MMC模型高效精确求解，且有效提升实时仿真器的资源利用率。

摘要： 本发明实施例涉及实时仿真领域，公开了一种实时仿真方法、实时仿真系统、可读存储介质。本发明中，实时仿真方法包括：构建实时仿真系统，实时仿真系统包括仿真机，仿真机包括CPU、以及与CPU通讯连接的FPGA；根据实时仿真的时钟精度需求选择时钟同步机制，其中，时钟同步机制包括软时钟同步机制和硬时钟同步机制；软时钟同步机制为，从CPU操作系统中获取第一时钟信号作为系统时钟；硬时钟同步机制为，以晶振作为时钟源通过FPGA产生第二时钟信号，CPU采用中断策略读取第二时钟信号作为系统时钟；利用系统时钟进行实时仿真系统的实时仿真。本发明提供的实时仿真方法实时仿真系统、可读存储介质，能够在保证时钟精度满足需求的情况下，避免不必要的资源消耗。

摘要： 本发明的一种基于仿真软件Simulink实时扩展RTX的飞行器实时仿真程序的编程方法，Simulink可以在普通计算机上运行，避免了使用专用仿真计算机和专用编程工具所带来的价格昂贵和使用专用仿真计算机及其编程工具给编程工作带来的不便因素。Simulink利用图形模块化编程方法，内置共享的图形模块，用户根据需要直接调用库中的图形模块，插入到程序当中，快速编程。Simulink的RTX是一个直接面向硬件的功能模块，它绕开了视窗操作系统的进程，为程序提供了实时运行环境。本发明提供了在普通计算机上编制飞行器实时仿真程序的方法，提高效率，程序兼容性好，费用低，方便工作。

摘要： 本发明公开了一种基于FPGA的MMC实时仿真设计方法，在基于FPGA的实时仿真器中，建立基于戴维南等效的MMC实时仿真模型；其中，所述基于FPGA的实时仿真器包括桥臂解算单元和子模块解算单元，所述桥臂解算单元计算当前仿真步长下MMC中所有桥臂的历史项电流源和电流，所述子模块解算单元计算当前仿真步长下的MMC中所有子模块的戴维南等效电压源和戴维南等效电阻，根据预设的仿真步长完成每一次实时仿真，并在当前的仿真时刻达到预设的仿真结束时刻时，输出所述MMC实时仿真模型的仿真结果。本发明还公开了基于FPGA的实时仿真器，采用本发明实施例，基于FPGA实现对更高电平数的MMC的实时仿真，能够保证对MMC模型高效精确求解，且有效提升实时仿真器的资源利用率。

摘要： 本发明公开了一种发电系统实时仿真系统及实时仿真方法，涉及仿真技术领域，解决了现有的仿真技术的仿真精度较差，无法准确地反映发电系统的真实工作状态的技术问题。该发电系统实时仿真系统包括软件在环实时仿真模块和至少一个实时数字仿真器，所述发电系统实时仿真系统还包括：控制器在环实时仿真模块和功率在环实时仿真模块；所述软件在环实时仿真模块、所述控制器在环实时仿真模块和所述功率在环实时仿真模块均与所述实时数字仿真器连接。本发明应用于发电系统的实时仿真。

摘要： 本发明提供一种半实物实时仿真机和半实物实时仿真系统，仿真机包括：实时内核单元，执行实时进程，调用实时进程中的第一控制指令；实时进程包含有完成仿真模型所需要的业务逻辑；实时进程管理仿真模型在实时内核单元内运行时的资源和业务逻辑；Linux内核单元，执行非实时进程，并调用非实时进程中的第二控制指令；非实时进程包含有完成具体的应用任务所需要的业务逻辑和资源；实时中断处理单元，在接到各种控制指令之后，对控制指令的类型进行判别。本发明中将来自Linux操作系统的第二控制指令的优先级降低，则运行在Linux操作系统的非实时进程经过仲裁之后总是让位于实时操作系统中的实时进程，保证了实时性也兼容了Linux操作系统的各种资源。

摘要： 本发明实施例公开了一种基于MMC的实时仿真系统、仿真方法及MMC阀仿真器，涉及电力系统仿真领域，通过大小步长仿真的结合，既保证了小步长仿真的精确性，又利用了大步长仿真的快速性，降低了仿真所需要的资源，达到了仿真效率和仿真精度之间的平衡。该系统包括：MMC外部控制器，MMC阀仿真器和MMC外部电路仿真器，MMC外部控制器用于以第一仿真步长向MMC阀仿真器发送控制脉冲信号；MMC外部电路仿真器用于以第二仿真步长向MMC阀仿真器发送等值电路的第一参数；MMC阀仿真器用于以第一仿真步长根据MMC外部控制器发送的控制脉冲信号和等值电路的第一参数仿真计算获得仿真结果。

摘要： 本实用新型提供了一种用于实时仿真系统中的硬件接口适配箱及实时仿真系统，实时仿真系统包括依次连接的实时仿真模块、信号调理模块、故障注入模块、硬件接口适配箱，硬件接口适配箱包括：设有多个插孔的前面板和后面板；以及设于箱体内部的接线端子，接线端子分为多排，固定在箱体内部的导轨上，其中，部分接线端子与前面板上的插孔电连接，部分接线端子与后面板上的插孔电连接，接线端子之间通过插接导线及增补电气元件的方式实现电路变换以适配不同被测单元的硬件接口。

摘要： 本实用新型公开了一种紧凑型直流实时仿真装置，具有用于与紧凑型直流控制保护装置中的信号传输端连接的信号交互端；所述装置还包括实时仿真系统和FPGA板卡；FPGA板卡的第一信号端与信号交互端连接，FPGA板卡的第二信号端与实时仿真系统的信号端连接；实时仿真系统搭载于计算设备终端，计算设备终端存储有由实时仿真系统执行的用于根据紧凑型直流控制保护装置的信号对直流系统进行实时仿真的计算程序。本实用新型公开了一种直流控制保护实时仿真系统，包括紧凑型直流控制保护装置及上述的紧凑型直流实时仿真装置。本实用新型能有效简化直流控制保护实时仿真系统的结构，大大降低了系统的操作难度。