支持虚拟样机的协同仿真平台关键技术研究

为了支持虚拟样机开发环境中不同领域，分布，异构的仿真系统间的信息共享和互操作，提高协同仿真平台的可扩展性和灵活性，提出了灵巧产品模型建模，协同仿真资源库集成管理方案和协同环境运行框架，并具体说明了基于DCOM的仿真工具协同的关键实现技术，支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，通过轿车虚拟开发的初步应用实践，基于上述研究所开发的平台能有效支持复杂产品的虚拟开发。     

协同虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的新的产品设计，开和评估手段。本文首先介绍了虚拟样机和协同虚拟样机的基本概念，接着对武器装备虚拟采办过程中不同阶段的虚拟样机的功能特性进行分析，在此基础上提出了支持武器装备虚拟采办过程的协同虚拟样机环境体系结构，最后对虚拟样机技术的发展前景进行了展望。     

复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。     

机电一体化系统虚拟样机的异构建模和仿真

虚拟样机技术是当研究和应用的热点之一,它可以较发际支持产品的概念设计,并且有利于实现并行工程的思想,机电一休化产品虚拟机机的建模和仿真要求机械和电子等多个领域之间的紧密协作,传统的建模和仿真工具无江满足这种需求,本文中,我们提出了一种基于域对象模型的多领域异构建模和仿真方法,并开发了一个面向机电一体化系统的分布式虚拟样机仿真环境,通过两个设计实例的建模和仿真,说明该方法可以满足要求。     

虚拟样机协同建模环境中建模工具的集成与应用

针对虚拟样机协同建模环境对建模仿真工具集成的需求，对典型建模工具MATLAB的应用方法进行研究，提出在虚拟样机协同建模环境中仿真模型的建立、验证以及仿真应用软件开发各个阶段中MATLAB的集成与应用方法。并且结合一类武器系统虚拟样机的开发实例详细介绍了MATLAB工具的应用和集成。     

仿生膝关节虚拟样机与协同仿真方法研究

设计用于仿人机器人的四连杆封闭链膝关节。以仿生膝关节研发为实例,提出用虚拟样机协同仿真进行系统仿真。研究用Pro/E,ADAMS和Simulink相联合的组织内部协同仿真方法。建立了四连杆仿生膝关节和机器人腿虚拟样机,并详细给出异构层次化模型协作方法和迭代学习控制协同仿真方法,进行了仿真实验。虚拟样机协同仿真方法面向多领域,可避免复杂的人工建模和求解过程,仿真逼真且接近实际系统,为四连杆仿生膝关节提供好的研究方法。     

复杂产品虚拟样机概念设计技术研究

建立协同的、智能化的复杂产品概念设计支撑系统是当前虚拟样机工程必须解决的问题之一。从复杂产品概念设计的需求和解决分布式环境下概念设计系统实现的技术难点出发，在分析了Agent技术和WEB服务技术的基础上，对虚拟样机分布式协同仿真系统中的复杂产品概念设计进行了研究，提出将WEB服务技术和Agent技术相结合，建立基于Agent的虚拟样机产品概念设计系统，阐明了系统的结构，工作原理和工作流程，并讨论了系统实现的关键技术。     

基于协进化方法的多智能体协作系统体系结构及其仿真框架

通过分析多智能协作问题的研究现状，借鉴自然界中物种之间协同进化机制而得到的协进化计算思想，提出了基于协进化机制的多智能体系结构和协作方法，介绍了协作化智能体的分层设计方法，协进化智能体之间以及智能体与环境之间的交互过程，并设计了基于协进化方法的多智能体系协作系统仿真框架，以多武器平台协同的控制对抗仿真系统为背景进行了实验研究。     

SBA支撑环境技术的研究

介绍了具有我国自主知识产权的SBA支撑环境项目的阶段研究成果,包括给出自行开发成功并初步应用的多学科复杂产品虚拟样机工程支撑平台的体系结构、新技术特点、协同仿真平台系统组成结构、多学科虚拟样机协同仿真平台、多学科虚拟样机协同CAX/DFX工具集及全生命周期虚拟产品数据管理PLM等;研究了“仿真网格”的内涵、功能与体系结构,进而提出一种基于“仿真网格”的SBA支撑环境体系结构及其相关关键技术等。最后,展望了进一步的研究工作。     

数据库技术在动力学虚拟样机中的应用

介绍了飞行器动力学虚拟样机系统的协同建模/协同仿真体系结构，采用客户服务器结构的分布式数据库对模型与数据进行管理。以模型字典为核心，实现模型库管理系统的基本功能。采用ActiveX数据对象对数据库进行访问与操纵，开发虚拟样机各分系统客户端应用程序，完成与模型库、数据库的数据交互。并简要阐述了协同仿真环境中数据库技术的应用。     

网络协同数字化预装配系统中的协同技术研究

针对网络协同数字化预装配特点,提出可重组的多Agent协同装配动态组织结构,基于Petri网建立装配动态组织模型和协同装配过程模型,对产品的装配协作过程进行了研究。提出商用CAD软件与数字化预装配系统的模型数据集成方法,研究了多Agent之间的通信和协同实时性的实现技术,并开发了原型系统。实例表明,该系统能使异地协作人员通过网络协同地对产品的装配设计进行分析与优化。     

VEADAM:一个异地协同虚拟设计和虚拟制造系统

VEADAM是一个异地协同虚拟设计和虚拟制造系统：面向航天某型产品的工程研制需要，利用虚拟现实技术，研究和实现一个异地协同的产品设计、虚拟装配和虚拟制造的环境，使各部门协同合作，减少产品研制的周期和成本。VEADAM第一阶段主要研究面向航天某型产品的虚拟装配，包括框架结构、pro/E与虚拟环境的信息转换、约束关系、协同调度、多通道人机交互等，实验初步说明该系统具有应用价值。     

分布式协作虚拟样机可视化框架

基于微型计算机的分布式协作虚拟样机可视化框架具有低成本、体系结构开放的特点。通过模型对象的层次化设计，利用全局场景和本地场景的概念，不仅能够保证虚拟样机对象分布式渲染的实时性，同时也能够实现分布式系统中对象的同步处理。在可视化框架中，Microsoft DirectX提供了优秀的渲染引擎，CORBA技术在分布式环境中构成系统软总线。实验原型系统验证了DirectX能够在微型机算机上满足虚拟样机的3D渲染需求。     

一种支持实时协同虚拟装配的体系架构

协同虚拟装配技术为多个设计人员在同一虚拟场景中共同进行装配试验提供了条件。主要就如何实现协同装配的实时性进行了研究,提出了一种“复合式”的协同体系架构,并采用基于C/P(命令/参数)消息的数据传输方式实现协同任务的实时传输,进一步的采用任务的分解执行方式实现协同任务的实时处理。在上述架构与技术基础之上设计开发了一个支持实时协同的虚拟装配系统,并以大型机械压力机的实时协同装配为例对系统进行了验证。     

基于虚拟样机协同仿真平台的电动车DYC控制策略的研究

提出了用虚拟样机协同仿真技术进行电动车直接横摆力矩控制策略的研究,运用ADAMS与MATLAB搭建了电动车虚拟样机协同仿真平台,并进行了相关工况的仿真分析,验证了所建DYC控制系统的有效性。同时也证明了虚拟样机协同仿真技术对于研究复杂机电系统的可行性,避免了复杂的人工建模和求解过程,仿真精度较高,为电动车控制策略的后续研究提供了平台。     

基于Multi-Agent的武器系统虚拟样机开发环境研究

虚拟样机技术是解决复杂系统开发过程中高风险、有限可逆转性问题的一个有效途经。复杂系统虚拟样机开发过程中的数据量大,交互频率高,因此必须为这一过程提供有效的机制,最大效率的支持虚拟样机的协同开发。文章将Agent技术应用于传统框架,提出了基于Multi-Agent的协同开发环境,并结合采办的思想,提出了基于Multi-Agent的协同开发环境的全生命周期虚拟样机开发过程模型。     

虚拟样机可视化支撑平台的研究与实现

虚拟样机的开发过程实质上是一种基于模型的不断提炼与完善的过程。虚拟样机作为复杂的系统工程项目，强调的是资源的共享及团队的协同工作。而虚拟样机可视化支撑平台是虚拟样机支撑平台的一部分，其任务是支持建立包括武器装备虚拟样机协同设计、开发以及运行、评估全过程的可视化工具集。就研究开发武器装备虚拟样机可视化支撑平台中的协同可视化技术和框架的研究与实现进行了总结。