基于Simulink模型的汽油机控制系统研究及开发
初稿
一种低成本构型汽油机辅助动力单元控制系统设计摘要由于交通能源的枯竭与环境问题的日益严重，使传统内燃机汽车的发展面临前所未有的挑战，因而节能传动和清洁燃料的开发研制成为各国政府和研究机构积极探索的目标，而车用混合动力传动系统是解决节能和环保问题的有效途径之一。
混合动力电动车的特点是能量效率高、排放性能好、启动性能好。
它以内燃发动机为主动力源，其产生的能量用于驱动汽车或由蓄电池储存。
蓄电池作为辅助动力源，单独或与主动力源共同驱动汽车。
辅助动力单元APU作为混合动力电动汽车的重要组成部分，对于汽车的节能减排有着重要的意义。
因而，如何有效的控制APU工作将是混合动力系统发展的重要研究方向。
本文首先概括了混合动力汽车的优点及发展趋势，国内外混合动力电动车的发展现状。
然后针对混合电动汽车的关键技术部分APU的控制以及构型进行分析和部件的介绍并提出了本文的主要研究内容。
根据串联式混合动力驱动系统组成及APU工作特点，进行APU控制策略研究，重点阐述混合动力电动车APU控制系统的建模过程，按照设计策略建立APU控制系统单元的Matlab/Simulink仿真模型。
并对汽油发动机-永磁同步发电机-不可控整流器构成的APU进行工作状态分析；最后利用PID算法对APU系统仿真的输出功率的结果进行控制，仿真结果表明所设计的控制系统能够实现对APU的控制，验证了APU控制系统的控制算法。
关键词混合动力汽车；辅助动力单元；PID；仿真A low cost configuration gasoline engine auxiliary power unit control system designAbstractBecause of transportation energy depletion and environmental problemsare serious day by day, the traditional internal combustion engine development faced with hitherto unknown challenge, thus saving power and clean fuel development become each country governmet and research institutes active exploration targets, while the vehicle hybrid power transmission system is the solution to energy saving and environmental protection one of efficient ways of the problem. Hybrid electric vehicle is characterized by high energy efficiency, emission performance, good starting performance. It is the internal combustion engine as the main power source, the energy is used to drive the car or by a battery storage. Battery is used as an auxiliary power source, alone or in combination with active power source of common drive automobile. Auxiliary power unit of APU as a hybrid electric vehicle is an important part of the automobile, the energy-saving emission reduction has important significance. Therefore, how to effectively control the APU hybrid system development work will be the important research direction.This paper summarizes the advantages of hybrid car and development trend at home and abroad, the current situation of the development of hybrid electric vehicle. Then according to the mix of key technology of electric vehicle parts of APU control and configuration analysis and component describes and presents the main content of this article.Based on the series hybrid power drive system and APU features, APU control strategy of hybrid electric vehicle, and focuses on the APU control system modeling process, according to the design strategy of the establishment of control system of APU unit Matlab/Simulink simulation model. And on the gasoline engine - Permanent Magnet Synchronous Generator - rectifier consists of APU work state analysis;Finally using the PID algorithm on APU system simulation output power results in control, the simulation results show that the designed control system can realize the control of APU, verification of the APU control system control algorithm.Key words: hybrid electric vehicle; auxiliary power unit; PID; simulation第1章绪论1．1引言目前对于我们赖以生存的家园来说，节能环保是对其最有利的保护，因此在交通能源与环境问题的面前，以汽车排放洁净化、汽车燃料节约化、汽车能源多元化为主要特征的节能与新能源汽车技术迅速发展。
基于MATLAB simulink的液压系统动态仿真
汇报人：xxx
一、阀控液压系统缸简介
液压动力元件可以分为四种基本形式：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控 液压缸和泵控液压马达。四种液压动力元件虽然结果不同，但其特性是类 似的。
阀控液压缸系统是工程上应用较广泛的传动和动力系统。由于阀控对称液
压缸系统比阀控非对称液压缸系统具有更好的控制特性，因此，在实际生 产中得到了广泛的应用，但是对称液压缸加工难度大，滑动摩擦阻力较大，
需要的运行空间也大，而非对称液压缸构造简单，制造容易。
四通阀控制对称液压缸是液压系统中一 种常用的液压动力元件 工作原理
如图1所示，四通滑阀控制液压缸拖 动带有弹性和粘性阻尼的负载作往复 运动。其中，假定供油压力Ps恒定， 回油压力P0近似为零。
图1 四通阀控制对称液压缸原理图
图2 常见四通阀图片
dxp
Vt dpL
2 d xp dxp 液压缸和负载 AppL mt 2 Bp Kxp FL 的力平衡方程： dt dt
三个基本方程经过拉氏变换得：
qL Kqxv KCpL dxp Vt dpL qL Ap CtppL dt 4 e dt d 2 xp dxp AppL mt 2 Bp Kxp FL dt dt
表1 仿真参数
仿真结果 （取样时间T=1s）
图4 系统压力P/Pa 图5 油缸输出力F/N
由仿真结果图得出：
可以看出系统的压力与液压缸的输出力从0逐渐上升，在t=0.5s时，系统达到 稳定状态，此时系统压力为 P=7.41×106 Pa，液压缸的输出力为F=5000 N， 符合预期设计要求
可以看出开始时，活塞杆的位移 很快达到2.8 mm且有振荡，随后 在系统达到稳定状态的过程中， 活塞杆的位移逐渐减小到0，这表 明活塞杆只在结构物破坏的一瞬 间有位移，其他时间活塞杆只输
基于SIMULINKPID控制策略下的主动悬架系统的动态仿真
基于SIMULINKPID控制策略下的主动悬架系统的动态仿真引言主动悬架系统是一种汽车悬架系统，通过感应车辆状态和路面激励，调整悬架的刚度和阻尼，以提高车辆的操控性和乘坐舒适性。
PID控制是一种常用的控制策略，通过调节控制器的比例、积分和微分参数，可以使系统快速稳定地达到期望状态。
本文基于SIMULINK平台，通过PID控制策略，对主动悬架系统进行动态仿真。
主动悬架系统模型主动悬架系统由车体、悬架系统和控制器三部分组成。
车体与悬架系统连接，通过控制器对悬架系统进行控制。
悬架系统由弹簧和阻尼器组成，用于支撑和吸收路面激励。
控制器根据车体状态和路面激励信息，调节悬架系统的刚度和阻尼，以实现车辆操控性和乘坐舒适性的优化。
PID控制策略PID控制器包括比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分。
比例部分用于根据当前误差调整输出控制信号，积分部分用于消除系统的稳态误差，微分部分用于根据误差变化率预测未来的误差变化趋势。
PID控制策略通过调节这三个参数，使系统稳定地达到期望状态。
动态仿真在SIMULINK平台上建立主动悬架系统的模型，并将PID控制器添加到模型中。
模型中的输入包括车体状态和路面激励，输出为控制器给悬架系统的控制信号。
通过对模型进行参数调节和仿真，可以了解PID控制策略对系统性能的影响，如系统的稳定性、跟踪性能和抗干扰能力。
在动态仿真中，首先通过设定一个具体的车体状态和一条路面激励，进行仿真。
根据输出的控制信号，调节悬架系统的刚度和阻尼，使车体保持稳定，并使乘坐舒适。
然后，可以通过改变PID控制器的参数，如比例、积分和微分参数，仿真不同的控制策略，比较不同控制策略下的系统性能差异。
结论通过动态仿真，可以评估主动悬架系统在不同PID控制策略下的性能。
PID控制策略可以通过调节参数，使系统快速稳定地达到期望状态，并具备良好的跟踪性能和抗干扰能力。
动态仿真为主动悬架系统的设计和优化提供了有效手段，可以帮助工程师更好地了解和掌握系统的特性。
基于MatlabSimulink的永磁直驱风力发电机组建模和仿真研究
研究
01 引言
03 建模与仿真 05 结论与展望
目录
02 相关技术综述 04 结果与分析
引言
随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，可再生能源的开发和利用逐渐成 为研究热点。风能作为一种清洁、可再生的能源，在全球范围内得到了广泛应用。 永磁直驱风力发电机组是一种新型的风力发电系统，具有高效、可靠、节能等优 点，在风能利用领域具有广阔的应用前景。MatlabSimulink作为一种强大的数值 计算和仿真工具，为永磁直驱风力发电机组的建模和仿真研究提供了有效的手段。
结论与展望
本次演示基于MatlabSimulink对永磁直驱风力发电机组进行了建模和仿真研 究，探讨了风速、控制策略和冷却系统等因素对发电机组性能的影响。通过仿真 实验，发现了一些有实用价值的结果，为实际应用提供了参考。然而，本研究也 存在一定的局限性，未来可以对风速模型、控制策略和整个风力发电系统进行更 深入的研究和优化。
通过仿真研究，可以分析不同设置条件对模型和仿真的影响。例如，改变风 速大小和变化规律，分析发电机组的输出功率和效率变化；调整控制策略，研究 其对电机控制性能的影响；改变冷却系统参数，分析其对电机温度场分布的影响 等。通过对比实验和仿真结果，可以总结出建模与仿真的方法与技巧，为实际应 用提供参考。
结果与分析
建模与仿真
在MatlabSimulink中建立永磁直驱风力发电机组的模型，需要对各个组成部 分进行详细建模。首先，建立风速模型，根据风速的变化，通过控制电力电子变 换器来调节发电机转速，实现风能的最大捕获。其次，建立永磁发电机模型，根 据磁场分布和电机的结构参数，计算电机的电磁性能。此外，还需要建立电力电 子变换器和控制系统模型，实现电能的转用价值的结果。首先，风速对永磁直驱 风力发电机组的输出功率和效率具有显著影响。在平均风速较高的情况下，发电 机组的输出功率和效率较高；而在风速波动较大的情况下，发电机组的输出功率 和效率会受到一定影响。其次，控制策略对发电机组的性能具有重要影响。
基于MATLABSimulink的水轮机调节系统的仿真
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比例系数Kp
线1、2、3分别 为Kp去取3、5、7 时的仿真波形。随 着比例系数的增大 ，系统的动态特性 逐步恶化。
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积分系数Ki
线1、2、3分别 为Ki取0.1、0.5、 1时的仿真波形。 增大积分系数可以 较小稳态误差，改 善系统的稳态性能 ，但系统超调量增 大。
机组惯性时间常数Ta
线1、2、3分别 为Ta取5、7、9时 的仿真波形。随着 Tw增大，超调减小 ，有利于改善系统 的稳定性，但是Tw 过大会导致调节时 间过长。
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水轮机综合自调节系数en
线1、2、3分别 为en取0.5、1、 1.5时的仿真波形 。随着en的增大， 系统超调量减小， 稳态误差增大。
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水轮机数学模型
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引水系统
水轮机引水系统的模型可以分为刚性
水击模型和弹性水击模型。在管道比较短
（通常指长度小于600m ~800m）且小波动
的情况下，刚性水击模型能更准确地反映
管道内流体的动态变化。弹性水击模型则 适用于管道较长或是大波动这两种情况。
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结果对比分析
虚线： M=26.8% T=12.5s 实线2： M=5.44% T=8.95s 实线3： M=0 T=9.38s
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水流惯性时间常数Tw
线1、2、3分别 为Tw取0.5、1.5、 2.5时的仿真波形 。随着Tw增大，系 统动态性能逐渐恶 化。
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The End
谢谢！
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基于CarsimSimulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模
基于CarsimSimulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模一、本文概述随着电动汽车技术的快速发展，分布式驱动电动汽车（Distributed Drive Electric Vehicles, DDEV）因其高效能源利用、优越操控性能以及灵活的驱动方式，正逐渐成为新能源汽车领域的研究热点。
为了更深入地理解和研究DDEV的动态特性与控制策略，建立精确的车辆模型是关键。
本文旨在探讨基于Carsim与Simulink 联合仿真的分布式驱动电动汽车建模方法，以期在车辆动力学建模、控制策略优化和系统集成等方面提供有效的技术支撑。
本文首先介绍分布式驱动电动汽车的基本结构和特点，阐述其相较于传统车辆的优势。
随后，详细介绍Carsim和Simulink两款软件在车辆建模和仿真分析方面的功能和特点，以及它们联合仿真的优势。
接着，将重点介绍如何利用Carsim建立DDEV的车辆动力学模型，包括车辆动力学方程、轮胎模型、驱动系统模型等。
将探讨如何利用Simulink构建DDEV的控制策略模型，包括驱动控制、制动控制、稳定性控制等。
在建立了DDEV的车辆动力学模型和控制策略模型后，本文将详细阐述如何将这两个模型进行联合仿真，并分析仿真结果。
通过对比分析不同控制策略下的车辆性能表现，验证所建模型的准确性和有效性。
本文还将讨论分布式驱动电动汽车建模面临的挑战和未来的研究方向，为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
二、Carsim软件介绍Carsim是一款由密歇根大学开发的高级车辆动力学仿真软件，广泛应用于车辆控制、车辆动力学、主动和被动安全、电动和混合动力车辆以及先进的驾驶员辅助系统等领域的研究和开发。
该软件以模块化的方式集成了车辆各个子系统的动力学模型，包括发动机、传动系统、制动系统、转向系统、悬挂系统、轮胎以及车身等。
Carsim的核心优势在于其强大的物理引擎和精确的仿真能力。
通过精确的算法和详尽的车辆参数数据库，Carsim能够模拟出车辆在各种道路条件和驾驶操作下的动态行为，如加速、制动、转向、侧滑等。
基于CarSim和Simulink的EPS系统联合仿真分析_张玉洁
器
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
20
一 般 规 律 ， 无 EPS 系 统 时 的 转 向 盘
最大转矩值为 20N·m，更加符合实际 15
情 况 ；开 启 EPS 后 ，能 有 效 的 提 高 转
10
向轻便性，转矩最大值下降为 8N·m，
14 汽车维修 2015.7
汽车诊所
AUTOMOBILE MAINTENANCE
6DCT250 变 速 器 是 一 款 干 式 双
该款变速器的装配工艺较复杂，
6DCT250
离合自动变速器，又称 DPS6，具有 6
稍不注意可能导致离合器总成报
个前进挡和 1 个倒挡， 最大承受扭 矩 为 250N·m，重 量 约 73kg，主 要 应 用于福特新福克斯、 新嘉年华以及 翼博等车型上。 该变速器由福特与 德国格特拉克合作开发， 变速器核 心零部件之一的双离合器模块来自 供 应 商 德 国 舍 弗 勒 旗 下 的 Luk 公 司。
而且比较稳定，波动较小。 5
五、结论
转 向 盘 转 矩 （N·m）
0
文 章 主 要 在 Simulink 环 境 中 建
立 了 EPS 系 统 模 型 并 设 计 了 控 制 策
-5 略，然后利用动力学仿真软件 CarSim
-10
-15
-20 -500
-400 -300 -200 -100 0 100 转 向 盘 转 角 （°)
二、EPS 系统控制策略设计 EPS 系 统 控 制 策 略 分 为 上 、下 2 层， 上层控制是对目标电流的控制， 主要是根据汽车转向工况的状态参 数进行工作模式的选择，且进一步确
simulink中excitation system模块讲解 -回复
simulink中excitation system模块讲解-回复什么是excitation system模块？Excitation system模块是Simulink中用于建模和仿真发电机励磁系统的工具。
该模块允许用户对发电机内的励磁系统进行详细建模，并通过仿真来评估其性能。
励磁系统对于稳定发电机输出电压和频率非常重要，因此使用excitation system模块可以帮助工程师们设计和验证高效且可靠的励磁系统。
如何使用excitation system模块？1. 添加excitation system模块：首先，在Simulink环境中创建一个新的模型。
然后，从Simulink库浏览器中找到excitation system模块，并将其拖动到模型工作区中。
2. 连接excitation system模块：根据电气原理，将excitation system 模块与发电机模块进行连接。
可以使用Simulink提供的各种电路元件，如电阻、电感和电容，来建立连接。
3. 参数设置：对excitation system模块进行参数配置。
这些参数包括励磁系统的稳压器、励磁机、电源和限流器的特性。
可以根据实际应用的需求进行调整。
4. 输入设置：通过输入信号来模拟不同的负载和故障情况。
可以使用恒定的直流输入、正弦波输入或任何其他所需的输入信号来测试模型的性能。
5. 运行仿真：配置完成后，可以运行Simulink模型进行仿真。
仿真可以提供关于发电机电压、频率和励磁系统响应等方面的有用信息，以评估励磁系统的性能。
6. 分析结果：分析仿真结果，并根据需求进行调整。
如果发现励磁系统性能不符合要求，可以回到模型配置中进行修改。
7. 优化设计：通过在excitation system模块中调整参数以及励磁系统其他相关元件的数值，可以进一步优化设计。
使用Simulink的优化工具箱可以自动寻找最佳参数组合，以实现性能、效率和可靠性的最佳平衡。
基于simulink的双闭环直流电机控制系统
基于simulink的双闭环直流电机控制系统的仿真与参数优化摘要：当控制系统和较高的单回路控制系统已不能满足瞬态性能的要求时，我们实现了由内循环到到外循环的多环控制和参数优化。
本文以双闭环直流电机调速系统为例，并采用仿真优化方法来设计两个PI调节器的参数，使之动态与静态指标均达到设计要求。
关键字：参数优化；直流电机；双闭环系统；仿真一、引言经典控制理论中通常为每个物理控制电路设置调节器，但当多个物理参数需要被控制时多个调节器控制环就被需要，例如多回路控制系统。
双闭环直流电机调速系统就是一个典型的多闭环控制系统。
在文献[1]中明确指出负反馈和单闭环PI控制能够保证电流调速系统的稳定性。
当在该控制系统中瞬态性能的要求是高的，如快速制动时，突然的动态负载降低，及其他的减小，单闭环系统将难以满足更高的需求。
解决这个问题的唯一方法是在经典控制理论中优化电流负反馈控制物理参数;同时在当前的控制循环中建立一个调节器,专门为调节电流的大小。
这两个调节器分别调整电流和速度。
这个系统就是直流电机的电流和速度控制系统（我们也叫这个系统双闭环直流调速系统）[1,2]。
二、系统模型为了发挥速度和电流负反馈在系统中有效性,他们不会相互抑制,影响系统的性质，在系统中设置两个调节器，并在调整速度和电流之间实现级联。
也就是说，我们把速度调节器的输出作为电流调节器的输入，然后电流调节器的输出控制可控硅的启动装置。
在闭环反馈的外部结构中，电流调节在环的内部，称之为内环；速度调节在环的外部，称之为外环。
这就形成了双闭环直流调速系统。
为了获得良好的静态和动态性能，双闭环直流调速系统的两个调节器通常采用PI调节器[3]。
考虑到这些因素，如过滤、实际的动态结构，双闭环直流调速系统如图1所示。
为了确保起始电枢电流值不超过允许的值，速度调节器的电压幅值需要是有限的。
这样，当速度调节器变成饱和状态时，输出电压是饱和的，对相应的允许的最大起动电流，电流环是不饱和的，电机确保以恒电流在允许的最大电流值内加速。
基于SIMULINK的挖掘机器人液压控制系统建模与仿真技术研究
【 摘
要】 在分析挖掘机 器人液压控制 系统的基础上 ， 出了 于模块化建模方法， 提 基 利用 ＭＡ Ｌ Ｂ ＴＡ
软件的动态系统分析软件 包Ｓ Ｉ ＬＮ 建立挖掘机器人各个液压元件的动态数学模型， ＭＵ Ｉ Ｋ， 以及各种动力
系统节能控制模型， 实现 了图形用户界面下易于参数修改的元件及子 系统模块化模型， 并对该液压控制
对系统的节能控制特性进行仿真分析。
时将整个系统按照每部分实现 的功能划分为几 个相互关联的模 块。建模过程中， 首先对液压系统中每个模块中的 各个液压元件进 行精 确建模 ， 在此基础上 ， 充分利用 Ｓ Ｕ ＩＫ所提供的建立 子 Ｉ ＬＮ Ｍ
中图分 类号 ：Ｈ１ ，Ｐ ９ ． 文献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ ３ １ ９ Ａ
１ 前言
挖掘机 器人液压控制系统是由多个 液压元件及控制器组成 的复杂非线性系统 ，各液压元件 间依靠液压介质进行能量 的传 递， 同时依靠控制系统传递 的控制信号实现压力 、 流量 以及泵的 排量 的控制 。 对挖掘机这样的复杂液压系统进行定性及定量的仿 真， 依靠传统的仅用微分和差分方程的方法不能很好地模拟系统 实际的各种工作性能。考虑到 ＭＡ Ｌ Ｂ语言 的 Ｓｍ ｌ ｋ ＴＡ ｉ ｕｉ 模块 的 ｎ
ｒｓｈ ｔ ｙ ｒ ｌ ｎ ｏ ｒｌ ｄｌ ｅｇ Ｉ ｉｓｏ ｎｔａ ｉ ｄａｒ ｄｌ Ｏ ｉ ｌｅｔｅ ｅｕｓｏ ｈ ｈｄａ ｉ ａｄｃｎ ｏ ｍ ｅ 西ｅ ｔｓ ｈｗ ｔ ｔ ｓ ｉｉｉｍ ｅ ｌｓ ａ ｈ ｆ ｅ ｕｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｈ ｈ ｏｏ Ｃ ｔ ｍｕｔ ｈｄａｌ ｎ ｏｔ ｌ￣ｔｍ ｏｔｅｒｂｔ ｘａａｏｐｉｅｙ ｙｒ ｉ ａｄｃｎｒ ｅ ｈ ｏｏｉ ｅｃ ｔ ｒ ｒ ｌ ｕ ｃ ｏｓ ｆ ｃ ｖ ｍ ．