PECVD工艺过程的建模与仿真的研究

基于虚拟现实技术的工艺过程仿真是实际工艺过程在计算机上的本质体现.本文采用层次建模的方法对等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺过程进行了建模,建立了PECVD工艺过程的仿真环境,阐述了PECVD工艺过程仿真中的关键技术,基于虚拟仿真的V代码,用程序实现了PECVD的虚拟工艺过程仿真.提高了物理样机的设计效率,减少物理样机的设计与试制时间.     

一种基于虚拟维修仿真的交互式电子技术手册生成方法

基于并行工程思想,提出了一种基于虚拟维修仿真分析过程的结果数据制作装备交互式电子技术手册(IETM)的方法。主要研究工作为:构建了一种基于主题的IETM内容数据模型(CDM),给出了典型装备IETM的组成结构;分析了典型虚拟维修仿真分析过程中的结果数据;提出了虚拟维修仿真系统和IETM创作系统的并行集成框架,设计了集成接口和相关模型,在产品生命管理平台下实现了二者的集成;在基于Jack软件环境的虚拟维修仿真系统中,以某型榴弹炮为例,进行虚拟维修样机建模、维修任务生成、虚拟维修仿真,最后通过以上结果数据生成了该榴弹炮的4级IETM系统。     

集成模糊推理与定量仿真的故障预测系统研究

为解决传统故障诊断方法在装备维修保障方面的不足，将虚拟样机作为一种新的定量推理机制引入到故障仿真和预测领域，提出了基于虚拟样机的装备故障仿真预测模型。以某型自行火炮为研究对象，在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机。仿真预测过程根据用户输入的初始参量由虚拟样机获取初始状态，由基于动态模糊综合评判的预测方法生成候选故障集，虚拟样机结合知识库确认实际发生的故障并找出相应的故障原因和故障部件。虚拟样机的仿真结果和相关的预测实例验证了模型的有效性，表明基于上述模型的故障仿真预测系统可以获得较高的预测精度，能够满足装备预知维修保障的需求。     

基于VR的三维数控加工环境及其关键技术研究

在研究虚拟制造技术的基础上,提出了基于VR的虚拟数控加工环境,设计出面向通用化的NC代码翻译器。阐述了虚拟加工环境的工作流程、基于层次关系的虚拟加工框架技术、NC代码翻译器的设计方法、基于毛坯表面模型的三角片构建算法等关键技术。该系统能够实时地反映零件虚拟模型的加工成形过程,并进行可加工性分析。     

基于虚拟样机的装备原理示教系统研究

目前研制开发的训练模拟器,一般只是侧重操作训练,没有将工作原理与操作实时、有效地结合起来,为了解决这一问题,引入虚拟样机技术,设计了基于虚拟样机的装备原理示教系统.首先对装备原理示教系统需要实现的功能进行了分析研究,确定了设计内容;然后提出了基于虚拟样机的系统体系结构,给出了整体设计方案;最后使用HLA技术完成虚拟样机中仿真电路的设计:选用MATLAB/Sinulink创建仿真模型,将Simulink模型转化成HLA联邦成员后,调用M(A)KRTI提供的HLA建模服务,在Visual C++中设计仿真电路.     

基于VR_Forces的装备保障仿真研究

探索了如何利用VR_Forces作为仿真开发工具进行装备保障系统仿真,有针对性地分析了VR_Forces软件开发平台,设计了基于VR_Forces的装备保障仿真系统框架,建立了装备保障仿真实体模型和过程模型,并进行了具体实现。研究表明,VR_Forces作为一个仿真工具开发包,能够有效地进行装备保障仿真。     

基于虚拟维修仿真的维修性分析系统设计与实现

提出了基于虚拟维修仿真的堆修性分析系统的结构框架，并进行了系统的设计，系统主要由虚拟维修样机模块、维修仿真模块，维修性分析与评价模块以及系统管理模块等4个功能模块组成。在Jack软件平台下进行了系统开发。以某装备部件拆卸为例，对系统进行实例验证，达到设定目标。     

水下滑翔机器人实时仿真平台研究与开发

为检验水下滑翔机器人系统的整体性能及载体在水下的运动学和动力学特性,提出了采用半物理仿真方式建立水下滑翔机器人实时仿真平台的设想.介绍了建立实时仿真平台的硬件结构,并对水下滑翔机器人实时仿真平台的搭建过程作了简要的说明.仿真平台系统包括虚拟水下滑翔机器人系统和虚拟显示系统两部分,其中虚拟显示系统包括:MultiGen Creator建立的三维载体模型和海底地形;Vega生成的实时视景程序;基于MFC的视景仿真程序.     

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension, RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。     

地震救援虚拟仿真系统中虚拟手的操作

对虚拟手操作进行了分类,用Creator软件建立了虚拟手几何模型。分析并总结了地震现场救援虚拟仿真系统中虚拟手对救援装备的三种操作方式,即对杆状物的掌抓取、对按钮的指尖推动和对开关(旋钮)的指侧面抓取。在Vega环境下,提出了适合每种基本操作的通用碰撞检测方式和通用的相交矢量放置模式,保证了虚拟手操作的逼真度和实时性,并实现了虚拟手对三种类型救援装备的抓取、移动和释放。虚拟手对三种装备的操作同样适用于其它装备。     

基于分形几何的高度非线性过程虚拟仿真技术研究

针对一类高度非线性过程的虚拟仿真问题,提出一种虚拟环境下仿真新方案,即“物理行为模型 现象发生系统”,该方案由虚拟现实系统、基于分形几何建模、物理行为模型三部分组成,关键技术包括:物理行为模型与现象发生系统之间映射关系建立方法;基于分形几何的复杂拓扑结构几何模型快速构造算法;虚拟环境下基于结点的大量复杂几何对象近似纹理快速处理算法;大量复杂几何对象的实时渲染问题。随后以散体岩石在圆锥破碎机破碎腔中的破碎过程虚拟仿真为例,说明方案的应用过程。     

基于UML的管道虚拟仿真系统设计

基于面向对象开发过程，构造了管道虚拟仿真系统总体框架，建立了管道虚拟仿真应用子系统的需求分析与系统设计UML模型。从管道虚拟仿真系统OOA到OOD阶段，分别体现了软件复用的特点，能够实现在可复用的UML模型基础上进行过程工业的管道虚拟仿真系统开发。模型可重用性好，已得到实际应用验证。     

虚拟海洋环境中潜艇六自由度运动的视景仿真

利用虚拟现实技术对潜艇的六自由度模型进行视景仿真,可以实时的对潜艇运动模型的运动效果进行修正,对于潜艇航行训练模拟器的研究及虚拟海战场的实现具有重大的意义。对潜艇的运动模型进行了合理的简化,确立了设计模型,然后利用多边形建模软件Creator及视景驱动软件Vega建立虚拟海洋地理环境及潜艇的几何模型,并在API应用程序中对潜艇的六自由度运动进行实时控制。设计结果表明本仿真系统很好的模拟了潜艇的运动情况,在开展实艇的虚拟训练、应急操纵等方面有广阔的应用前景。     

虚拟现实在坦克机动性虚拟试验中的应用技术研究

长久以来坦克的实地试验耗费人力物力巨大,虚拟试验的引入解决了这个问题。主要研究了虚拟环境中军用车辆特别是坦克机动性虚拟试验时动力学模型的建立,建立了虚拟环境下坦克的实时动力学模型,并且描述了整个虚拟试验视景仿真系统的组成及其实现过程,通过对模型的实际检验说明坦克机动性虚拟试验可以很好的模拟坦克的实地机动性试验。     

数字娱乐领域中的虚拟人情绪表现模型研究

数字娱乐的本质是创造用户的情绪体验,构造具有情绪表现力的虚拟人是数字娱乐领域的关键目标。虚拟人是完全由计算机系统生成的三维图形实体,他们能够在虚拟世界中模拟真人的各种特征。讨论了数字娱乐领域对虚拟人情绪表现模拟的需求,概括了国际上虚拟人情绪模型的研究现状,提出了虚拟人情绪表现模型研究的一些新方向。可以将虚拟人视为一个智能主体,将虚拟人的情绪表现模型和认知活动结合起来。为了充分地描述情绪决策过程中信息的不确定性,应采用软计算方法,建立虚拟人情绪表现模型。     

虚拟现实技术在选煤中的应用研究

在充分研究选煤生产过程及其特点的基础上,探讨通过建立选煤工艺过程逻辑框架结构,并分层填充设备单元和接口部件来构造选煤企业的虚拟选煤的主体工艺流程;在总结煤炭颗粒在介质中的运动规律的基础上,建立智能化的粒子运动模型,来研究粒子在典型的工艺设备(如:跳汰机)中的运动和分层机理,为选煤技术的研究和选煤企业选工艺参数的选择和设备控制参数调节提供一种新的方法和途径。     

柔性印刷机虚机实电仿真系统

提出了一种用于装备工业的真实电控装置和计算机模拟的虚拟机械进行联合调试的新思想——虚机实电．虚机实电系统不需要连接到真实的机械设备上，就可以调试其电控装置，能够发现其潜在的错误，因而能够缩短产品的调试时间，节约成本，极大地提高企业的竞争力。作为其一个应用实例，介绍了柔性印刷机虚机实电仿真系统。给出了其系统结构和组成，详细介绍了其五个功能模块。并对系统的实时性问题提出了解决方案．通过试验实现了其真实电控装置对虚拟印刷机的实时控制，验证了上述思想的正确性。     

虚拟环境下的复杂变速箱交互式装配仿真平台

为解决虚拟装配存在人机交互度、行为仿真与用户设计效果不佳等问题。以大型拖拉机变速箱为对象,研究了多碰撞体的齿轮动力学运动与行为仿真方法,提出了基于轴和面约束的多零件模型在虚拟环境中的定位方法,开发了人机交互式的虚拟环境,每帧消耗的时间约为10 ms,实现了复杂变速运动行为及其仿真。同时虚拟装配模块里配置了AR接口,可通过手式进行主动式智能虚拟装配。试验表明,系统能按照用户需求进行主动式的虚拟装配、干涉检测、学习装配知识、方案设计、提示装配错误等,为复杂变速箱的虚拟制造与装配提供了仿真平台,平台具有可扩展性。     

三维虚拟士兵建模与仿真研究

针对三维虚拟士兵在军事仿真领域的需求,重点研究了虚拟士兵几何外形特征的快速重建,动作分析与合成,行为模型等关键技术,并基于OpenGL开发了具有较强通用性的数字化三维虚拟士兵生成与模拟开发平台(3D Soldier Pro SDK)。该平台在三维战场仿真、城市反恐作战仿真等领域中有广泛应用。     

虚拟多功能显示系统设计

简单介绍了座舱显示系统的发展及现状,并详细介绍了虚拟多功能显示系统的设计原理以及关键问题的解决方法。系统采用面向对象的程序设计方法和模块化设计思想,利用OpenGL和GLS等仿真软件,完成了虚拟座舱的“一平三下”多功能显示系统设计,通过触摸屏的虚拟按键实现信息输入和显示模式切换,并开发了基于Socket的通讯接口,通过接收任务计算机数据,该系统可以实时显示飞机的飞行、导航、机载设备、火控、发动机等参数,满足仿真任务的需求。