基于几何映射的遥感成像光照仿真方法

光照条件是影响可见光遥感成像结果的重要因素,是成像仿真领域的一项重要研究内容。提出一种基于几何映射的遥感成像光照仿真方法,以单幅遥感图像样本和三维模型为输入,获取不同光照条件仿真图像。对输入的样本图像进行几何定标,并通过逆向渲染提取场景的可见光反射特性数据;利用场景几何模型,通过几何映射方法获取样本图像各像素点的几何信息;根据设定的光照条件在图像空间进行成像仿真计算,获取不同光照条件的仿真结果。实验表明,该方法能够实现较为真实的光照仿真。     

基于Kriging模型的喷丸强化残余应力场数值分析

针对喷丸强化过程数值仿真及强化效果快速预测方法进行了深入研究。针对航空铝合金材料,利用显式动力分析软件LS-DYNA,进行了喷丸强化过程有限元数值仿真,研究了球形弹丸速度、弹丸大小、入射角度对喷丸残余应力场的影响规律;提出了基于Kriging模型的喷丸强化效果快速预测方法;进行概率有限元分析,建立了喷丸强化Kriging数值模型,并构建了关键响应参数与多维工艺变量之间的响应曲面。分析结果表明,喷丸速度、弹丸大小、入射角度对残余应力场分布有显著影响。Kriging近似模型预测结果与有限元计算结果相吻合,说明所建立的Kriging近似模型具有很高的近似精度和可靠性,可以代替复杂的有限元分析。     

AZ31镁合金快速铸轧过程热应力场有限元仿真研究

近年来变形镁合金得到了广泛的研究和应用,薄板快速铸轧技术为新型变形镁合金提供质量合格的板坯.为了研究铸轧工艺参数对AZ31镁合金薄板快速铸轧过程温度场和热应力场的影响,根据读技术在镁合金中应用的特点基于铸轧区板坯的对称性建立了纵截面1/2的二维几何模型;选择自由网格划分法和Smart-Sizing算法划分有限元网格;采用大型通用有限元分析软件ANSYS对镁合金快速铸轧过程中的铸坯温度场和热-应力场进行了仿真分析,并就不同工艺参数(接触界面换热系数、铸轧速度)对铸坯温度和应力的分布及其相变区的影响进行了研究.仿真结果增强了对镁合金快速铸轧过程相变区温度变化和热裂产生机制的理解,为快速铸轧工艺参数的优化提供了依据.     

网格参数化与几何图像

将三角网格模型进行参数化并重采样生成几何图像,借助当前成熟、高效的图像处理技术,利用图像代替复杂三角网格进行数据处理,可以有效地解决三维几何数据压缩、传输、渐进表示等问题。作者引入了不同的参数化方法生成三维模型的几何图像,并分析了Tutte重心映射法、离散保角映射法、离散保积参数化方法、Floater均值坐标法和几何拉伸参数化方法五种参数化方法在几何图像方法中对三维模型重构的影响。实验结果表明,采用几何拉伸方法所生成的几何图像具有最好的PSNR值和主观的重构质量。     

AZ31镁合金直接激冷铸造铸锭的热应力数值模拟

为了研究工艺参数对AZ31镁合金直接激冷铸造过程温度场和热应力场的影响,根据该技术在镁合金中应用的特点作了一些简化和假设;建立了镁合金铸锭横截面的二维几何模型;建立了基于非稳态热传递的温度场和热弹塑性增量理论的热应力控制方程;根据铸造过程中的传热特点确定了一冷区和二冷区的边界条件和初始条件;采用大型通用有限元分析软件ANSYS对镁合金直接激冷铸造过程中的铸坯温度场和热.应力场进行了仿真分析,并就不同工艺参数(浇注温度)对铸坯温度和应力的分布及其相变区的影响进行了研究.仿真结果增强了对镁合金直接激冷铸造过程热裂产生机制的理解,为直接激冷铸造工艺参数的优化提供了依据.     

半固态挤压变形体传热有限元模型及动态仿真

在对半固态挤压工艺实质进行分析研究的基础上，建立了半固态挤压复合材料变形体传热有限元模型，基于Fortran语言及Matlab开发了半固态挤压复合材料成形过程仿真及动态显示软件，可以对液态金属浸渗、凝固、挤压状态进行动态跟踪，得到任意时刻复合材料变形体内部的温度分布规律和液态熔池位置，并能够直观、形象地显示出来。仿真结果与实验结果吻合较好，说明了有限元模型及其仿真软件的可靠性。为工艺过程设计、预测成形质量和选择最佳工艺参数提供了理论依据。     

一种SAR回波信号模拟方法的研究

深入分析了一种SAR回波信号模拟的方法.讨论了如何利用原始DEM数据构建地面三维几何模拟目标,分析了如何构建地面散射单元,讨论了地面散射单元散射参数的计算模型,根据雷达方程、单元散射模型及雷达脉冲信号形式建立了SAR回波信号的数学模型.最后根据所建立的模拟方法完成了一块真实自然地表的SAR回波信号的仿真,并取得了较为满意的结果.     

基于导热微分方程新解法的人体温度仿真

传统直角坐标系下的导热微分方程与人体几何特性匹配较差,造成方程求解精确度低,从而引起人体温度仿真值与真实值偏差较大。针对这一问题,文章基于人体椭圆柱体的几何特性,将导热微分方程从直角坐标系转化为椭圆柱坐标系,采用交替方向全隐格式的有限体积法对方程进行离散、求解;同时给定初始温度以及边界条件,对人体温度进行仿真。将本文仿真结果与传统导热微分方程的计算值以及实验值进行对比,得出本文的计算方法正确且计算精度较高。     

基于细分策略的几何图像方法

几何图像是一类规格化的三维几何模型表示方法,借助其图像阵列的几何表示形式,几何图像已成为有效地解决复杂三维几何数据压缩、传输及渲染等问题的重要工具之一.传统几何图像方法在网格参数化步骤中,会对三维模型的部分区域产生较大程度的拉伸,从而导致采样信息不够精细准确,致使重构模型产生误差.提出了一种基于自适应细分策略的几何图像生成方法,通过计算原始网格和重构网格的误差区域,采用基于自适应细分的重采样,以生成具有更高几何精度的几何图像,有效地提高了重构网格的精度.实验结果表明,该方法可以有效提高模型重构主观质量,重构模型PSNR值也有大幅度提高.     

纳卫星轨道热环境仿真分析

轨道热环境分析对于纳卫星热控系统的设计与仿真研究具有重要意义。针对进行纳卫星轨道热环境分析的关键问题,通过详细的数学分析,建立起计算简单、便于应用的纳卫星本体质心坐标系内的太阳向量、地球向量的仿真计算模型,以及外热流分析所必需的其它时变空间几何参数的计算方法,满足了纳卫星热控系统的在轨仿真计算中快速、简便的进行太阳辐照、地球辐照、地球反照等外热流计算的客观需要,进而应用上述模型和方法对一椭圆轨道近地空间探测纳米卫星的轨道热环境进行了仿真计算,并对其结果进行了详细的分析与讨论。     

冷轧连续退火机组带钢张力仿真系统

在带钢连续退火过程中，带钢张力的波动是造成带钢产品质量下降及制约连续退火机组高速运行的重要原因。通过对张力产生机理的分析，建立了冷轧连续退火机组的带钢张力动态模型，并建立了由张力控制系统仿真软件和张力动态模型仿真软件组成的张力仿真系统．采用现场实际数据验证了仿真系统的精度与有效性，并通过仿真实验分析出现场故障产生的原因。     

中心卷取张力模型的探讨与仿真

详细讨论了中心卷取张力控制的数学模型 ,并在此基础上对由工作辊_卷取机 (开卷机 )组成的张力控制系统进行了系统仿真 ,仿真结果与实际情况相符 ,从而证明了该模型的正确性。建张振荡是该系统的常见问题 ,特别是张力闭环情况下 ,系统为一时变系统 ,使理论分析更加困难。本文建立在详细的数学模型的基础上的仿真研究较好地揭示了建张振荡的原因 ,从而为工程人员设计中减少建张振荡提供了指导性的意见     

Ethical Problem Solving and Systems Theory: The Complexity Connection

No matter what the present success in straightening out difficulties and harmonizing conflicts, it is certain that problems will recur in the future in a new form or on a different plane. Indeed, every genuine accomplishment instead of winding up an affair and enclosing it as a jewel in a casket for future contemplation complicates the practical situation. . . . From the side of what has gone before the achievement settles something. From the side of what comes after, it complicates, introducing new problems, unsettling factors. (John Dewey)     

自抗扰控制在监控精轧宽度控制系统中的应用

针对利用机架间张力调宽的热连轧监控FAWC系统具有大时滞、不确定性、干扰因素多、难以获得精确的数学模型等特点，给出了一种全新的ADRC设计度实现方案。为满足快速性要求，设计了一种去掉TD，由ESO、NF两部分组成的ADRC，而且这两部分没有采用常规的非线性函数。而是用线性函数实现，且阶次比常规方法低一阶，近似误差可归结为扰动量。此外，给出了Simulink的编程实现。仿真结果表明这种方法的有效性。     

刮板输送机张力自动控制系统的仿真研究

设计了一种刮板输送机链条张力的自动控制系统,构造了使用这种控制系统的刮板输送机的动力学模型和数学模型.设计了链条张力自动控制的PID模糊控制器,用实例分析了各种工况下张力控制系统的性能,仿真分析表明刮板输送机在正常运行中、具有软启动或可控启动的启动过程中,这种张力控制系统具有较好的适应性和稳定性.     

带拖线阵的水面无人艇局部路径规划算法

针对带有拖线阵的水面无人艇(unmanned surface vessel, USV)局部路径规划问题,提出了一种基于虚拟斥力场的改进人工势场法。首先,对USV和拖线阵进行建模,分析带有拖线阵USV的避障和缆阵有效张力过大问题;然后,通过增加虚拟斥力场改进人工势场法,在USV艇体有效避障的基础上,增加拖线阵位置安全裕度;最后,兼顾缆体的强度安全,实现带有拖线阵的USV整体有效避障。仿真和海上试验结果表明,所设计的方法能够综合保障USV及其拖线阵的航行安全。     

带拖线阵的水面无人艇局部路径规划算法

针对带有拖线阵的水面无人艇(unmanned surface vessel, USV)局部路径规划问题,提出了一种基于虚拟斥力场的改进人工势场法。首先,对USV和拖线阵进行建模,分析带有拖线阵USV的避障和缆阵有效张力过大问题;然后,通过增加虚拟斥力场改进人工势场法,在USV艇体有效避障的基础上,增加拖线阵位置安全裕度;最后,兼顾缆体的强度安全,实现带有拖线阵的USV整体有效避障。仿真和海上试验结果表明,所设计的方法能够综合保障USV及其拖线阵的航行安全。     

冷连轧机张力系统H∞混合灵敏度鲁棒控制器设计

针对2030五机架冷连轧机四五机架间张力系统被控对象,利用H混合灵敏度鲁棒控制方法设计了其张力鲁棒控制器。仿真研究结果及与常规PI控制效果的比较表明,所设计的张力鲁棒控制器对前后滑和外界干扰等不确定性具有更好的抑制作用,从而证明了所设计控制器的有效性。     

Planning of dynamically feasible trajectories for translational, planar, and underconstrained cable-driven robots

Extensively studied since the early nineties, cable-driven robots have attracted the growing interest of the industrial and scientific community due to their desirable and peculiar attributes. In particular, underconstrained and planar cable robots can find application in several fields, and specif- ically, in the packaging industry. The planning of dynamically feasible trajectories （i.e., trajectories along which cable slackness and excessive tensions are avoided） is particularly challenging when dealing with such a topology of cable robots, which rely on gravity to maintain their cables in tension. This paper, after stressing the current relevance of cable robots, presents an extension and a generalization of a model-based method developed to translate typical cable tension bilateral bounds into intuitive limits on the velocity and acceleration of the robot end effector along a prescribed path. Such a new formulation of the method is based on a parametric expression of cable tensions. The computed kine- matic limits can then be incorporated into any trajectory planning algorithm. The method is developed with reference to a hybrid multi-body cable robot topology which can be functionally advantageous but worsen the problem of keeping feasible tensions in the cables both in static and dynamic conditions. The definition of statically feasible workspace is also introduced to identify the positions where static equilibrium can be maintained with feasible tensions. Finally, some aspects related to the practical implementation of the method are discussed.     

基于随机响应面法的扭力轴疲劳寿命仿真预测

建立了自行火炮虚拟样机,通过试验校验分析了样机的可信性。采用表面最大拉应力作为扭力轴的破坏应力,预测扭力轴低周疲劳寿命,提出采用随机响应面法对扭力轴低周疲劳寿命表达式进行拟合。将寿命表达式中的随机参数进行标准化,表示为标准随机变量,利用Hermite多项展开式拟合系统的随机响应,通过求解随机多项式的待定系数,建立了扭力轴疲劳寿命的显式函数,并得到低周疲劳寿命的概率分布。该方法弥补了传统响应面法不能保证收敛性的缺陷。算例表明,融合虚拟样机和随机响应面法预测扭力轴低周疲劳寿命是可行的。