自动驾驶仿真平台总结

自动驾驶仿真平台总结（共3篇）

1.自动驾驶仿真平台总结 篇一

【摘要】 本文就自动化技术综合实训教学的现状做了分析，指出了当前实训教学设备不满足教学需要的原因和存在的主要问题。

在详细分析了电气自动化技术综合实训所涵盖知识与技能的基础上，介绍了满足综合实训、可操作性强的实训装置及实训项目，以提高综合实训教学质量。

【关键词】 综合实训 知识与技能 实训设备 实训项目

一、引言

实训教学是职业院校实践教学环节中一个重要组成部分，为理论教学所不能替代。

实训教学对学生素质及能力培养具有极其重要的作用，是学生高质量的重要保证。

电气自动化技术综合实训作为综合性实训，所要培养学生的知识与技能是比较全面和系统的，然而所涉及的可编程控制器(PLC)、变频器、步进电机、传感器、触摸屏、气动、液压控制等重要技术几乎没有实训设备与之相匹配，实训课题单一受限。

由于综合实训教学设备的短缺，实训教学很难落实到实处，直接影响了人才的培养质量。

为解决综合实训教学存在的问题，本文通过详细分析电气自动化技术综合实训所涵盖的的知识与技能，介绍了满足综合实训、可操作性强的实训装置与实训项目，以调高综合实训教学质量。

二、目前电气自动化技术综合实训常用的实训设备

目前，电气自动化技术综合实训常用的训练设备是以PLC为核心的编程训练台和仿真生产线简易实训平台。

但是，这些设备在教学中还存在一些问题。

2.1仿真设备设计简单、可操作性差

很多仿真设备中，所有输入器件都用按钮代替，所有的输出器件都用指示灯代替，而且设计简单，操作单一，与真实生产设备差距过大。

由于这些仿真实训设备的可视性和可操作性差，所以培养的学生缺乏实际生产技能，不能满足社会需求。

2.2实训项目单一、涉及领域狭窄

目前使用的实训教学设备，通常是根据某一自动控制系统，在满足基本教学要求下而仿制的。

由于设备的针对性强，使得所涉及的技术领域狭窄，存在着配套实训项目单一的局限。

比如一只机械手，它的基本功能就是抓紧、松开和旋转。

因此，决定了所用电器类型有限，执行机构单一，控制方式固定，没有涉及更宽泛的技术如触摸屏技术、变频调速技术、气动控制技术以及组态监控技术等，不能帮助学生从更广泛的意义了解和认识工业自动化。

2.3实际操作范围有限

目前使用的实训教学设备，一般结构固定，选用的电器类型固定、接线固定，不允许学生随意拆卸或组合，否则设备将无法正常工作。

这样，学生在实训时不能真正动手操作，影响技能的提高。

因此，现有实训设备满足不了综合实训的需要，制约了学生的专业发展，影响了学校教学水平的提高。

三、电气自动化技术综合实训包含的知识与技能

电气自动化技术综合实训几乎涵盖了前期所学的所有电气自动化方面的知识和技能，比如，PLC、变频器、触摸屏以及三者在步进电机、伺服系统、气动系统和液压系统中的应用。

本文将按照应用模块来详细阐述每个模块应该掌握的知识和技能，以便合理设置实训课题。

3.1 PLC应用所需要的知识与技能

2.自动驾驶仿真平台总结 篇二

这样的实验方式存在一些弊端:

1.实验设备高度集成学生在开始进行实验的时候, 只是依据给定的电路来连接;对于控制系统的参数, 只是盲目调节电位器值和电容值, 更不知调整的参数对应系统的哪些具体参数, 不能对课堂学习的内容加深理解。

2.实验设备可扩展性差可改变参数有限, 使得综合性实验难以开展。

3.实验分组过大学生参与性差, 自动控制原理实验学时有限, 要想在有限学时里巩固和掌握课堂内容, 是很困难的。

4.自动控制原理课程中有大量繁琐的计算与曲线绘制任务, 实验室里应用示波器, 如频率特性等实验效果不好。

目前高校仿真实验的开发日益增多, 如文献[2]和文献[3]中都对MATLAB软件在课程实验中的应用做了介绍, 本文中根据我校《自动控制原理》课程及实验的要求和实验的条件, 利用MATLAB中的具有可视化编程能力的图形用户界面编程工具、SIMULINK仿真功能和控制系统工具箱中丰富的库函数等, 开发了“自动控制原理”仿真实验平台。

该平台充分考虑了本课程的特点, 基本上覆盖了所要求的实验内容, 用户界面良好, 具有一定的交互功能和仿真运行功能。通过人机对话, 用户可以设置系统的模型, 根据要求该软件可进行图形分析和系统性能指标分析。该实验仿真平台作为课后实验和验证的虚拟仿真环境, 可以辅助教学, 用于课堂演示, 与电子线路模拟实验互相补充, 有效地提高了该课程的教学质量。

一、《自动控制原理》实验仿真平台

1. 仿真实验平台的设计原则

仿真实验平台整体设计采用Windows风格、面向对象的软件开发技术。为了操作简单易懂, 使软件具有可扩展性, 平台的设计过程中遵循了以下原则:

(1) 简单性和一致性设计中保证用户界面使用简单, 易于掌握, 界面元素保持一致性, 这样学生可以很快的掌握实验操作。

(2) 灵活性和可靠性用户能够根据需要进行扩展和补充课件的内容, 保证用户能够正确、可靠地使用并保证有关程序和数据的安全性。

2.《自动控制原理》仿真实验平台的内容

根据《自动控制原理》课程的内容及特点, 结合本人在该课程授课过程中的经验, 如图1所示, 本实验平台所包括的实验分为五大实验模块。

二、实验平台的设计

图形用户界面 (Graphical User Interface, 简称为GUI) 是用户与计算机进行信息交流的窗口, 本文中利用GUIDE创建图形用户界面。在算法上, 充分利用MATLAB控制系统工具箱[4,5], 调用各种控制系统的M函数, 配合编制的用户界面, 用户可以通过某种方式来选择或者激活用户界面上的菜单、对话框以及控件等图形对象来运行一些特定的M文件, 方便地对实现各个实验, 得到期望的实验结果和图形。

软件设计上主要包括界面的创建、数学模型的输入、实验结果的实时显示等。根据实验内容安排, 将实验分为若干小部分, 使得整个软件的层次分明、界面友好。

1. 仿真实验平台的主界面

利用MATLAB6.5版中的图形用户界面设计向导编辑器GUIDE完全进行可视化编程, 即可完成实验操作主界面的创建。在图形的设计过程中, GUIDE提供了下面一些工具:菜单编辑器、对象浏览器、属性编辑器、控件布置编辑器、网格标尺设置编辑器和GUIDE应用属性设置编辑器等。用户将它提供的工具与编程经验结合起来, 可以方便地创建友好的图形用户界面。

实验仿真平台的主界面如图2所示。

实验系统的五个实验模块, 可以通过两种方式来进入各个实验窗口:单击主界面上相应的按钮和通过菜单栏相应的命令, 我们将重点介绍其中的两个实验。

2. 线性系统的时域分析实验

线性系统的时域分析实验过程如下:建立系统的数学模型后, 给定系统输入, 分析系统响应曲线从而了解系统的稳定性、动态特性及稳态特性, 具有直观、物理概念清晰、比较准确以及能提供系统时间响应的全部信息的特点。

以二阶系统的单位阶跃响应为例, 典型二阶系统的传递函数为

进行拉氏反变换就可以得到系统输出随时间变化的表达式y (t) , 当阻尼比取不同的值时, 输出y (t) 不同, 系统的特性也不同, 可以分为无阻尼、欠阻尼、临界阻尼及过阻尼。

根据上述分析, 所设计的实验平台要求能实现下面两个功能:

(1) 可以随时改变值, 得到对应的y (t) 曲线并显示, 所完成的实验操作界面如图3所示, 可以在界面上输入阻尼比的值, 如图3中给定=0.5, 要求绘出系统在欠阻尼情况时的阶跃响应曲线。按下窗体上的“绘图”按钮, 然后按下“确定”按钮, 系统的阶跃响应曲线就会显示在窗口中的坐标系上。

按下窗口中的“grid on”按钮可以在坐标轴上添加网格, 按下“grid off”按钮, 取消网格显示。实验完成后按下“退出”按钮, 关闭该窗口, 返回主菜单, 再次选择要完成的实验。

(2) 可以将几组不同阻尼比时的输出曲线显示于一个坐标系下, 这样学生可以很方便的比较不同阻尼值时系统的阶跃响应特性有什么变化。

在输入阻尼比值时输入多个值, 即阻尼比数组, 就将不同阻尼比对应的一组阶跃响应曲线显示于一个坐标系上, 便于比较分析, 如图4, 在输入阻尼比的窗口中输入一组阻尼比值:0, 0.5, 1.0, 2.0, 则将系统分别在四个阻尼比时对应的单位阶跃响应曲线绘制于一个坐标系内, 四条响应曲线分别代表无阻尼、欠阻尼、临界阻尼及过阻尼的情况, 学生可以很清楚地了解到四种情况时的系统输出情况。

3. 线性系统的根轨迹实验

线性系统的根轨迹实验过程如下:建立系统的开环传递函数数学模型, 绘出系统的根轨迹图, 了解系统某个参数变化时闭环极点的变化过程, 从而分析系统的性能。

给定系统的开环传递函数为, 系统有两个开环极点, 两个开环零点, 根据根轨迹的绘制法则, 系统有两条根轨迹分支。

所完成的实验操作界面如图5所示, 首先在界面上“输入分子系数”和“输入分母系数”窗口内输入建立系统的开环传递函数数学模型, 按下“加载示例”按钮及“确定”按钮, 就可以在窗口上的坐标系内绘出系统的根轨迹图, 两条根轨迹分支以不同的颜色显示。同样可以根据需要选择给根轨迹图加上网格显示或者去掉网格显示。

图6至图8分别给出了控制系统的Bode图实验、控制系统的Nyquist实验、离散系统的脉冲响应实验的操作界面, 实验界面的操作方法与线性系统的时域分析试验及线性系统的根轨迹实验界面的操作方法相同。

三、结论

《自动控制原理》实验仿真平台的开发对学生学好该课程具有很好的辅助作用。与硬件实验相比, 该实验平台不仅具有显示的直观性、实时性与逼真性, 而且操作灵活, 节省了大量的人力、物力和时间, 提高了教学效率。该实验仿真平台通过在我校《自动控制原理》课程教学过程中使用, 效果良好。

参考文献

[1]胡寿松.自动控制原理 (第5版) [M].北京:科学出版社, 2007

[2]李文磊, 柳士荣.MATLAB在自动控制原理实验中的应用[J].实验技术与管理, 2006, 2

[3]袁晓梅.Matlab环境下《信号与系统》虚拟实验的开发[J].高等职业教育天津职业学报, 2005, 2

[4]魏克新, 王云亮, 陈志敏, 等.MATLAB语言与自动控制系统设计 (第2版) [M].北京:机械工业出版社, 2004

3.浅谈自动档汽车的驾驶操作心得 篇三

姓名：许鹏

单位：国网陕西省电力公司安康水力发电厂

摘要：本文从自动挡汽车驾驶技巧出发，结合本人从事多年驾驶工作的经验针对如何节约更好驾驶自动挡汽车这一问题，分别从起动和起步、行车、换挡、倒车、停车五个方面进行阐述，论证了自动挡驾驶技巧具有可行性并意义深远。

当今社会，随着汽车行业的飞速发展，越来越多的汽车装备了自动挡变速器。自动挡变速器汽车相对于手动变速器汽车而言，省去离合器踏板，不必频繁的踩踏板，使汽车驾驶变简单、变轻松。正确使用自动挡变速器，还可以降低油耗，减少污染，避免、减少故障的发生。反之，会人为增加自动挡变速器的故障发生率，降低了其使用寿命。1.起动和起步

在起动自动挡变速器汽车发动机时，必须将操纵手柄臵于P挡或N挡，并拉紧手动制动或踩下制动踏板。汽车起步时应先踩下制动踏板，挂挡后，松开手动制动，然后平稳的抬起制动踏板，待汽车缓慢起步后再，逐渐踩下油门踏板。汽车起步时还应该注意：发动机启动后、汽车起步前，一定不要踩油门踏板；挂挡时，不能松开制动踏板；起步后，油门踏板不要踩的太急、过猛，应 1

该缓慢的踩下；在冬季，发动机启动后最好不要立即起步，应等发动机转速下降后再起步。2.行车

1)在平缓的道路上行驶。在坡度较缓道路上行驶时，可将选挡手柄臵于D挡位，这样汽车可根据油门大小、车速高低来自动变换挡位，不是“只要D挡起步一直加大节气门开度就升入高速挡”。正确的操作是在车速达到一定值后，做到“收油门了提前升挡，踩油门了提前降挡”。比如：当车速升到40km/h，节气门的开度为半开时，快速松开油门踏板，就可以升高一个挡位，当加速到85krn/h时，松油门踏板又可以升高一个挡位；降挡位时，达到了一定车速，稍微踩油门踏板，可降低一级挡位，当再次踩油门踏板又可以降低一个挡位。

2)在坡道上行驶时。如果一般的小坡道，可在D挡位下用油门踏板和制动踏板来控制汽车的上坡、下坡的速度。如遇比较长的陡坡，应将选挡操纵手柄从D挡位换至S挡位或者L挡位(视坡度而定)。这样能避免在D挡位上坡时，因挡位过高的动力不足而造成了自动挡变速器“循环跳挡”(不断的减挡、不断的加挡)，加剧了自动挡变速器换挡执行元件磨损，而下坡时，在S挡位或L挡位时可以利用发动机怠速来牵制作用控制车速。

3)在雪的地面或泥泞的路面上行驶。应将选挡操纵手柄从D挡位转换至S挡位或L挡位。对于有驾驶模式选择按键的自动挡变速 2

器，还可根据道路情况来变换驾驶模式，然后手动换入适当的挡位行驶。

4)超车。当需要自动挡汽车超车时，迅速将节气门的开度增大，这时自动挡变速器会自动降低至下一个挡位，汽车的动力性变强，可以获的强烈的加速效果。待到加速达到要求了后，应立即松开油门踏板，此时自动挡变速器会自动升入高挡，避免发动机的转速过高和对高挡换挡执行元件造成过大的冲击、损坏。汽车在行驶中，如果不是紧急超车等情况，尽可能不要将油门踏板快速直接踩到底，这样做自动挡变速器会转换到“强制低挡”控制，即自动挡变速器马上强制换入低挡，这样容易使发动机转速过高，造成变速器中摩擦片磨损加剧和自动挡变速器油温过高。再次，装有自动挡变速器的汽车，一定不可以使用N挡位滑行，不然，不仅容易使自动挡变速器的油温过高而影响其使用寿命，而且还会造成高速旋转的齿轮失去充分润滑而烧坏。3.换挡

汽车整车行驶中，用选挡操纵手柄选挡时，不用踩下油门踏板，挂上挡位后也不能立即猛踩油门踏板，否则不然，会使自动挡变速器中的离合器和制动器受到损坏。千万不可以在车速很高的情况下从D挡位换到S挡位或L挡位，如果这样的话，会引起发动机强烈的制动作用，使低挡换挡执行元件受到非常剧烈的摩擦甚至损坏。因此，必须在车速下降以后然后再从高挡位换入低挡位。另外，在换入低挡位后，不要直接猛踩油门踏板，否则

容易使发动机的转速过高，从而造成自动挡变速器中的摩擦片部件磨损加剧和自动挡变速器油温过高。4.倒车

需要倒车时，应该在汽车完全停稳后，然后再将选挡操纵手柄移至R挡位，否则会损坏自动挡变速器中的换挡执行元件或者是停车锁止机构。如果是在平坦的路面上倒车，松开制动踏板和手制动后，用发动机的怠速缓慢倒车即可，不需要踩油门踏板。如果倒车中需要越过台阶或者其它障碍物，应该缓慢踩下油门踏板，并在越过障碍物后及时踩制动踏板。5.停车

如果停车时间很短，可以在D挡位下踩住制动踏板停车，这样松开制动踏板即可起步，但另一方面要注意在停车过程中制动踏板不能有松动，否则，汽车将会出现蠕动，可能撞上前面的汽车。若停车时间比较长，可在D挡位下踩住制动踏板不放的同时，拉紧上手制动。若停车时间比较长，最好能将选挡操纵手柄臵于N挡位，并拉紧手制动后松开制动踏板，避免造成自动挡变速器油温过高和因为制动时间过长而致使制动灯消耗过多的蓄电池电能。此外，不可以让发动机在N挡位下过长时间怠速运转，否则就会使自动挡变速器油因为循环不畅而导致温度升高。因为在这种情况下，发动机怠速驱动下的油泵，其泵油量小，使液力变矩力内的自动挡变速器油的达不到及时循环流动而导致温度升高。因此，如果需要停车时间较长，而又不想让发动机熄火，最