“信号与系统”是电子类专业的一门重要的专业核心课程,但该课程内容枯燥,理论性强。该文以连续周期信号的傅里叶级数为例,利用MATLAB/Simulink的形象演示可以辅助完成该知识点的课堂教学。运用这样的辅助教学手段不仅能加深学生对知识点的理解,而且能激发学生使用该软件的兴趣,从而提高学习效率,改善学习效果。

车用氢燃料电池在实际应用中易受外界环境和工况变化的影响,存在电压输出不稳定、大滞后性以及燃料安全性等问题,严重阻碍了燃料电池的商业化应用推广。建立更为准确的燃料电池系统模型能够更有效地进行仿真与优化。采用机理建模和辨识建模相结合的方式建立了氢燃料电池系统模型,依据电堆的实际情况建立了输出电压、输出功率的半经验模型;根据燃料电池系统的工作原理,建立了燃料电池空气供给系统和氢气供给系统的机理模型,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真分析。结果表明:该模型能有效反映电堆运行的工作压力、电堆温度、阴阳极工作压力差以及氧气过量比等关键参数的静、动态变化,进而绘制不同工况下的输出电压、输出功率随负载电流的关系曲线图,从得到的关系曲线图中,得出不同参数的变化对燃料电池运行的影响结果。

液压式能量转换系统是波浪能发电装置应用最为广泛的一种能量转换方式。本文针对波浪能液压能量转换系统展开了模型仿真研究,建立了带有蓄能稳压环节和液压自治控制器的波浪能装置液压能量转换系统的数学模型。基于所建立的数学模型搭建了波浪能装置液压转换系统的MATLAB and Simulink仿真框图,对系统进行仿真,并利用实海况实验得到的发电数据和仿真数据进行对比。结果显示,二者之间的相对误差较小,验证了该系统仿真模型的准确性。此外,还分别模拟了规则波和随机波输入情况下液压能量转换系统的发电特性曲线。仿真结果表明,无论是规则波还是随机波,经过液压能量转换系统之后,输出的发电特性都比较稳定,也即是利用该能量转换系统实现将不稳定的波浪能转换成稳定的电能,提高了发电质量,为后续的电力输送及并网提供了便利。

本文提出一种模糊逻辑控制方案来提升传统PID型控制器的控制效果。使用MATLAB/SIMULINK软件对高阶非时滞控制系统与二阶时滞系统分别采用传统PID型控制和添加模糊PID控制参数进行了阶跃输入响应仿真对比,发现对于高阶非时滞系统的参数加入模糊变量控制后控制效果有显著提升。

本文简述了质子交换膜燃料电池的结构及工作原理,重点介绍了燃料电池电压与电流模型结构和建模原理,并在Matlab/Simulink平台上对所建燃料电池模型进行仿真。仿真分析结果反映出电池活化极化损耗、欧姆损耗以及浓度极化损耗随电流增大而改变的关系,最终以燃料电池极化曲线的形式显示出来,为燃料电池电动汽车建模与控制仿真奠定基础。

汽车的操纵稳定性是衡量汽车安全性最基本的指标之一,影响汽车行驶稳定性的基本因素主要有横摆角速度与质心侧偏角,将汽车简化为二自由度模型,建立关于横摆角速度与质心侧偏角的转向微分方程。基于MATLAB/Simulink软件建立仿真模型,对前轮转向与四轮转向典型的二自由度汽车模型进行仿真分析。对比两轮转向和四轮转向的稳定性。且四轮转向采用线控转向,将线控转向系统与四轮转向系统的优点结合起来,观察采用线控对汽车稳定性的影响。

目的解决我国风力发电量急剧增加所带来的“弃风限电”问题,提高风能作为一种清洁可再生能源在北方供暖季中的利用率,提出液压式风力致热系统。方法以张家口地区作为研究背景,利用Matlab/Simulink及PID控制仿真技术分别建立了组合风速、风力机、致热器及换热器4个子系统模型,采用模块化封装的方法得到液压式风力致热系统仿真模型,并对模拟结果进行分析。结果设计的组合风速模型与实际风速变化特征相吻合;致热仿真模型经过17 h运行可将4 m 3的液压油从10℃加热至80℃。风力机模型的最佳比例系数为0.81,液压式风力致热系统最大致热效率为55.8%。结论液压式风力致热系统模型的建立为风能在供暖方向的利用提供了新的方法。

为了降低实验成本,该文采用MATLAB/Simulink软件设计了电池组充放电及均衡的虚拟实验系统。该系统由GUI界面、Simulink/Simscape元件组成的仿真模型组成,具有充电、放电、均衡等多种仿真模式,可通过弹出式菜单选择指定模式进行仿真分析,并以曲线的形式显示仿真结果。系统GUI界面操作简单,便于学生熟悉电池的充放电特性;Simulink仿真模型为学生进行均衡设计及算法学习提供实例,有助于提高学生的电池管理系统综合设计能力。基于该系统,可设计电池充放电虚拟仿真实验、电池均衡虚拟仿真实验两个实验项目,帮助其了解电池特性,熟悉电池均衡方法。

根据运动学相关理论,在前轮转向二自由度汽车模型上建立四轮转向汽车的数学模型,运用MATLAB/Simulink软件进行建模,汽车在匀速直线运动下给定一个方向盘转角作为仿真条件,观察两种转向机构的横摆角速度和质心侧偏角的变化特点并比较。仿真结果表明,低速状态下,四轮转向系统汽车运用前后轮同时做逆向运动,提供了比前轮转向系统更大的横摆角速度,质心侧偏角在短时间内稳定为零,减小了转弯半径,灵活性增加;高速状态下,四轮转向系统汽车前后轮同时做同向运动,横摆角速度小于前轮转向系统的横摆角速度,质心侧偏角最终为零,且保持稳定,操纵稳定性提高。装备了四轮转向系统的汽车优于装备前轮转向系统的汽车。

传动系统是风电机组承受载荷的关键部件,其工作特性是检验系统安全性、稳定性和可靠性等性能的重要依据。在变风向和变载荷的情况下,风电机组传动系统性能变得极其复杂。为了提高风电机组传动系统的稳定性与可靠性,需要对其传动系统进行模拟试验。设计了风电机组传动链的测试平台,根据风载大小设计液压加载系统。以单缸液压系统为例,详细计算了液压系统中各个参数,根据参数对单缸液压系统进行简单分析,并通过Matlab/Simulink对液压加载系统进行载荷仿真。