交互式飞行视景仿真系统的设计与实现

基于六自由度运动模型,提出了Vega环境中飞行运动的数学表示及其C 语言描述方法,构建了通用的基于C /Vega的交互式飞行视景仿真系统的驱动程序流程和模块化功能结构,并基于MFC构架利用Vega的实时仿真驱动开发了交互式的实时飞行视景仿真系统。该系统可与控制主机、光电跟踪设备一起形成控制闭环,模拟飞机对运动目标的跟踪过程,并将相应的飞行参数以仪表的显示方式输出,辅助用户测试和评估光电跟踪设备的性能。     

XML仿真想定的Vega可视化研究

仿真想定开发是军事仿真中的重要环节.如何将作战任务从军事自然语言描述最终转换成视景仿真表述,是军事推演仿真中急需解决的问题.主要讨论使用XML技术和Vega技术相结合完成任务计划想定视景仿真的方法.首先描述了军事想定的概念、意义和建模方法,然后通过实例描述了任务计划想定的建模和形式化描述过程,继而阐述了使用Vega视景仿真表现XML想定的方法,最后确认了该思路的可行性,并总结了若干实践经验.     

Vega中云的仿真方法

比较了飞行视景仿真中几种常用的云模拟方法，分析了Windows平台上Vega中仿真天空和云的局限，提出了一种在Vega中基于非物理模型的模拟方法。该方法采用粒子系统实现，粒子为带纹理的多边形，并使用分段抛物线与随机量的叠加作为粒子运动方程。云层由大量粒子系统组成，并采用与视点相关的层次技术对场景中的各个粒子系统的粒子数量进行动态管理以减少计算量。最后给出了在Vega中的实现方法。     

基于Vega的潜艇虚拟视景仿真

结合某型艇航海训练模拟器中潜望镜视景仿真系统,研究了基于Vega环境的视景系统的开发方案,并建立了虚拟的战场环境和场景模型,实现了视景环境中实时驱动、控制模型和碰撞检测,生成了逼真的海洋效果和环境特效.仿真结果表明,该系统可使受训人员产生强烈的沉浸感,改善训练效果.     

OpenGL与Creator/Vega结合的渠系仿真优化设计

在原宝鸡峡渠系仿真系统的基础上，采用MultiGen Creator建模优化了模型的层次结构，解决了复杂模型的构建与控制问题，采用OpenGL与Vega相结合的视景驱动方法，实现了二维导航图到三维场景的交互控制及镜头光晕、动态水波、跌水效果的模拟，并利用Vega类和数据库技术实现了实时捕捉、三维查询、碰撞检测功能。结果表明，OpenGL与Creator／Vega结合的方法缩短了系统开发周期，优化了模型和驱动模块，真实再现了宝鸡峡渠的景观。     

基于Vega的飞机防滑刹车系统视景仿真

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真的分布式的体系结构,其中视景驱动程序的设计采用基于MFC的Vega。     

水下航行器视景仿真系统的研究

基于软件平台MultiGenCreator和Vega开发出DIS环境下航行器视景仿真系统。提出了视景点的软硬件配置要求；论述了基于Creator的实体建模方法、基于creator建模和Vega软件环境的海面、水下等海洋环境效果的生成方法、视景仿真软件的开发过程以及整体系统的实现等关键技术。仿真结果表明，该视景系统逼真地演示出水下航行器仿真过程，并且满足系统仿真的实时性要求。     

基于Creator/Vega的战场飞行视景系统的实时仿真

战场飞行视景系统基于虚拟现实技术开发，有巨大的军事应用前景，可以实时仿真某一战场区域内的态势，具有真实、廉价、沉浸性强等特点。文中介绍了基于Creator／Vega的战场飞行视景系统实时仿真的关键技术与实现方法。该战场飞行视景系统由地面仿真场景和飞行平视显示仪模型构成，从空域对整个战场态势实时仿真，用户可根据屏幕正前方的模拟平视显示仪中数据的实时变化借助外部设备调整飞行姿态，完成某一具体任务。     

巡逻攻击导弹作战仿真系统研究

为了跟踪研究巡逻攻击导弹的远程控制、数据链与精确制导武器之间配合等技术问题,针对巡逻攻击导弹开展了作战仿真研究,具有极其重要的意义.基于HLA对巡逻攻击导弹作战仿真系统仿真结构进行了研究,并重点研究了数据链控制仿真、导弹系统控制仿真等核心技术问题,基于成熟的"Creator+Vega+VC"视景仿真方法进行了系统初步实现,满足了系统演示论证需要.     

基于HLA技术的飞机视景仿真系统研究

在基于HLA框架的飞机运动仿真系统中,在SGI图形工作站上创建了三维视景仿真联邦成员,基于pRTI和TCP/IP协议实现了三维视景仿真联邦成员与其他联邦成员之间的信息传递;应用Multigen Creator软件建立了飞机实体模型,在Vega实时仿真驱动平台上实现了飞机起降过程的场景控制与可视化仿真,并设计了多通道的渲染模式和多视角的观察模式,解决了SGI工作站与PC机之间数据通信过程中存在的字节序与存储结构问题,为飞机调度与飞行控制等算法研究提供了形象、直观的科学试验手段.     

在视景仿真中用Hermite曲线控制物体运动

在视景仿真中利用关键帧方法控制物体沿曲线运动占有非常重要的地位,用于关键帧拟合的Cardinal曲线、Catmull-Rom曲线、Kochanek-Bartels曲线的引入切线和引出切线的生成方法由于没有直接利用起点和终点的参数而导致这些方法不适合在视景仿真中利用DOF节点控制物体运动的要求。为此提出了利用起点终点的直线距离生成Hermite曲线的方法,通过计算发现用该方法生成的曲线能有效地逼近原始曲线,如由圆形上的两点作为起点和终点,利用该方法生成的Hermite曲线可以有效的逼近圆形。最后将提出的生成Hermite曲线的方法应用到视景仿真系统中实现了物体的随时间变化沿Hermite曲线平滑运动。     

基于磁流变减振器的整车控制方式研究

为了分析在二自由度车辆模型设计的磁流变减振器的控制器直接构成整车控制系统的可能性，设计了整车控制系统的两前、两后和四通道三种控制方式并建立了相应的仿真模型和确定了系统参数。研究表明，在二自由度车辆模型环境下设计的磁流变减振器的控制器可直接组合成整车控制系统，其中四通道控制方式比两通道控制方式的效果好15%左右。基于磁流变减振器的整车控制系统与基于液体减振器的整车振动系统相比，系统性能可以提高20%左右。     

基于可编程图形处理器的实时景深模拟

一幅具有景深效果的图，其显著特征是图像部分清晰部分模糊。基于这一特点，在景深的计算机仿真中，首先由计算机对三维场景成像，并将该场景存储为纹理，此纹理为清晰的场景纹理。成像时通过顶点编程，于α通道中存储了物体距离聚焦面的深度信息。然后对场景纹理进行多次均值滤波生成模糊的场景纹理，最后以清晰场景纹理的α值为插值系数将两幅纹理进行融合而模拟出景深效果。算法充分利用了图形处理器（GPU）的多纹理技术和可编程性，将运算从CPU转移至GPU，很好地仿真了景深效果，且满足实时性要求，可应用于虚拟现实系统。     

基于GT-power与Simulink的发动机及其控制系统仿真

为了减少发动机控制系统的开发时间和费用,建立了基于GT-power与MATLAB/Simulink的联合仿真环境,并在此之上建立了相继增压柴油机的模型.仿真结果与试验数据进行了对比,证明该仿真模型适用于相继增压控制系统开发.在此基础之上,进行了相继增压切换仿真,分析了该仿真平台对于发动机控制系统设计的意义.     

水下机器人动态系统协同建模方法研究

以水下机器人动态系统建模问题为背景,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真机制与动态神经网络的水下机器人动态系统协同建模方法.该方法利用在对水下机器人动态行为进行协同仿真过程中在线训练神经网络的方式完成水下机器人流体动力学建模,并以最终训练完成的神经网络及载体6自由度运动方程仿真模块一起构成水下机器人动态系统模型,具有较强工程应用前景.通过与传统建模方法比较,详细论述了协同建模方法的基本原理及其优点,并重点研究了MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真系统的设计方案和实现方法,最后,从水下机器人6自由度运动方程建模、流体动力学建模以及闭环控制系统建模三个方面研究了实现协同建模的具体方法.     

单相全桥SPWM逆变器的仿真研究

建立了单相全桥电压型SPWM(Sinusoidal Pulse-width modulation,正弦脉宽调制)逆变器的数学模型,分析了设置死区时系统中IGBT(Insulated-Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极晶体管)的通断状态,用MATLAB/Simulink中的基础模块模拟逆变器的工作状态、死区效应、死区补偿和控制系统,用数学分析和实验波形对仿真结果进行了验证.该方法可用于揭示逆变器的死区效应,补偿效果和控制系统的静、动态响应.     

视景仿真中车辆在不同路面上运动状态的研究

在视景仿真中,通常对地形的属性考虑的较少,或者在同一视景中只考虑一、两种不同种类的路面。对于车辆在不同路面上的运动状态也涉及的不多。介绍了车辆在不同种类平地上的直线运动原理,分析了在不同作用力下车辆的直线运动状态。针对该过程建立了仿真模型,并为车辆模型进行视景仿真制作了程序流程图。通过区域划分实现了车辆对不同种类路面的判断。通过对车辆模型中DOF节点的控制,实现了车辆打滑的姿态。最后通过VC 和OpenGVS编程来实现该过程的视景仿真。     

A Guaranteed Cost Approach to Dynamic Output Feedback Control for Neutral-Type Markovian Jumping Stochastic Systems

This paper is devoted to investigating the dynamic output feedback(DOF) control problem of Markovian jump neutral-type stochastic systems with a guaranteed cost function. Both of the state and measurement equations contain time delays. Mode-dependent DOF controllers are first designed such that the closed-loop system is asymptotically stable in mean-square and an adequate performance level of this system is guaranteed. Then, sufficient conditions for the solvability of this problem are derived in the form of linear matrix inequalities(LMIs). A numerical example is presented to reveal the effectiveness of our findings.     

基于动态表面理论的车辆制动与悬架协调控制

建立了七自由度车辆非线性动力学模型,车轮制动模型以及非线性轮胎模型,以缩短制动距离和制动时间而不大幅降低舒适性作为控制策略的出发点,将主动制动与主动悬架系统进行协调控制,采用动态表面控制理论,克服了反演设计中激增项问题,依据协调控制思想,分别对制动与悬架系统设计了协调控制器,并对协调控制与非协调控制进行了仿真对比分析。结果表明:对主动制动和主动悬架系统采用协调控制,可在小幅降低舒适性的情况下获得更大的地面制动力,进一步提高了车辆的制动安全性,表明了该控制方法的有效性。     

多自由度变时延遥操作系统控制的波预测法

针对多自由度变时延遥操作系统,建立了一种一般性的波变换公式并将波变量方法与预测技术相结合来保证系统的稳定性并提高系统的透明性。针对变化时延和预测模型不精确引起的稳态位置误差问题,提出了从端校正控制方法。首先,用波阻抗矩阵代替波阻抗b得到多自由度遥操作系统的波变换公式,从能量的角度推导出波阻抗矩阵的选择原则,基于此原则和矩阵之间的内在关系扩展了波阻抗矩阵的选择条件。分析了变时延条件下波预测控制的稳定性和由于变化时延与预测模型误差引起的主从端稳态位置误差,考虑主从端的位置信息处于同一个时间框架内,采用从端校正控制方法减小稳态位置误差。以三自由度主从遥操作系统为例进行了遥操作实验,实验结果表明所研究的方法能够保证系统的稳定性,且具有较高的透明性和较小的稳态位置误差。