基于虚拟样机的武器系统性能评估方案

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性,概括了ADAMS的主要特点,介绍了ADAMS中用户自定义函数的编制,首次将其应用引入到武器装备研究领域。分析了影响火炮射击性能的主要故障模式,提出了火炮正常工作的三个基本准则。在火炮拓扑结构分析的基础上,结合Fortran语言编制了火炮故障仿真模块,在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机。制定了基于虚拟样机的火炮射击性能评估方案,并提出了火炮性能评估函数的概念。最后,对虚拟样机的应用前景进行了展望。     

基于虚拟样机的装备故障灵敏度分析及参数阈值获取

作为常规主战陆基武器的火炮，目前在战争中仍然起着不可替代的作用。首先分析了火炮后坐动力学过程和典型故障因素，概括了表征火炮工作性能的三个指标和工作准则。基于ADAMS建立了用于仿真火炮故障的虚拟样机模型，仿真结果与试验数据对比说明了虚拟样机建立的准确性。利用相对灵敏度分析获得各典型故障因素对火炮工作性能指标的影响程度，解决了具有不同量纲的故障因素影响性能指标的比较难题。根据火炮极限射击条件，利用虚拟样机仿真获得了典型故障参数的变化阈值，为火炮预防性维修和精确化保障奠定了基础。最后，展望了下一步工作重点和虚拟样机技术在武器装备仿真领域的应用前景。     

基于虚拟样机的火炮系统建模仿真与优化研究

以某小口径自动炮遥控武器站为研究背景,对其进行动力学建模仿真与优化研究.首先介绍了虚拟样机技术的发展和应用,利用多体动力学原理建立系统的动力学方程;在UG中建立遥控武器站三维装配模型的基础上,利用ADAMS软件平台建立遥控武器站虚拟样机并进行了校核;然后利用火炮发射动力学技术,对其连发射击状态进行了多刚体系统动力学仿真;并对火炮系统的后坐力和射击精度进行了优化.研究结果为遥控武器站总体设计和部件设计提供了理论依据.     

火炮虚拟样机仿真研究

利用I-DEAS软件建立了某火炮的三维实体模型，通过接口程序将实体模型导入了ADAMS中，基于多体动力学理论建立了该火炮的虚拟样机，着眼于该火炮的射击稳定性，在两种稳定性较差的工况下进行了火炮发射过程的仿真，结果表明该火炮的发射稳定性是可以保证的，为该火炮的设计提供了一定的理论依据。     

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ADAMS的某型通用机枪动力学建模与仿真

在分析某型通用机枪射击时运动和受力情况的基础上，利用PRO／E和ADAMS软件建立了该机枪的虚拟样机模型，并对其进行了校棱，结果证明该虚拟样机与机枪的运动和受力情况基本一致，符合工程分析的要求。在此基础上，对机枪射击时的动态特性进行了仿真计算，研究结果说明基于虚拟样机技术进行机枪动力学特性分析是可行的。     

基于虚拟样机技术的某型火炮射击精度分析和优化研究

首先建立了反映火炮射击特性的动力学模型和虚拟样机，介绍了灵敏度分析法和广义简约梯度法。定义了基于空间的归一化炮口初始扰动表征射击精度，通过引入相对灵敏度分析方法，基于虚拟样机研究了结构参数对火炮初始扰动影响的规律和显著程度，解决了具有不同量纲的结构参数影响比较难题。通过研究发现，后坐部分质量左右偏心、后坐部分质量上下偏心、高低机刚度、大架刚度和高低机阻尼是影响火炮初始扰动的重要结构参数。利用广义简约梯度法优化了上述对火炮初始扰动有重要影响的结构参数，优化结果表明该型火炮具有较大设计改进空间，说明了虚拟样机技术在武器装备设计和研制领域应用的可行性和优越性。最后，展望了虚拟样机技术在武器装备工程领域的应用前景及下一步工作的研究方向。     

基于虚拟样机的火炮反后坐装置性能仿真和定量化评估研究

首先分析了反后坐装置对火炮系统的重要性,阐述了对火炮反后坐装置性能定量化评估的必要性和意义。分析了影响火炮反后坐装置性能的主要因素,提出了表征反后坐装置工作性能的三个指标和基本工作准则,从而将反后坐装置性能的评估分解为对三个子性能的评估。基于虚拟样机仿真研究了反后坐装置故障因素参数对三个指标的影响规律,提出了火炮工作状态参数的概念。通过定义评估函数建立了反后坐装置性能综合评估模型,实现了火炮反后坐装置性能评估的定量化,仿真实例说明了虚拟样机技术的优越性和对火炮反后坐装置工作性能评估的可行性。最后,展望了虚拟样机在装备工程领域研究应用的前景。     

液压式输弹机输弹故障仿真研究

基于虚拟样机技术,利用三维CAD软件Pro/E和ADAMS软件建立了液压式输弹机的机液一体化虚拟样机。通过静态和动态校核对所建虚拟样机进行了VV＆A,验证了所建输弹机虚拟样机的可信度;将其作为故障仿真平台,分析了引起输弹故障的三种影响因素：油泵转速、蓄能器充气压力和系统调定压力,建立了相应的故障模型并进行了故障仿真;明确了造成输弹机输弹故障的主要原因是蓄能器充气压力与系统调定压力不足,为输弹机的勤务维修提供了理论依据。     

某型步枪虚拟样机建模及仿真分析

以某型步枪为研究对象,研究了将Pro/E中实体模型导入到ADAMS中的方法,并利用气体动力学理论对气室压力进行了数值求解;在此基础上建立了该步枪的虚拟样机.通过仿真数据与试验数据的比较,验证了该样机的正确性.然后对该枪在射击状态下的动力学特性进行了分析.研究结果说明基于虚拟样机技术在该步枪动力学特性求解上可行性.     

基于虚拟样机技术的低压塑壳断路器仿真研究

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性,采用基于多体动力学原理的软件包ADAMS建立了低压塑壳断路器操作机构的动力学模型,并通过试验测试了该型号断路器的机械性能,证明了仿真模型的正确性。将ADAMS二次开发首次应用到低压电器研究领域,用Fortran编制DLL丰富了ADAMS的函数库。利用ADAMS内嵌的三次样条插值函数AKISPL,仿真了不同短路情况下电动斥力对开断过程的影响,实现了机电耦合。     

基于虚拟样机技术的火炮反后坐装置设计评价研究

反后坐装置是火炮系统的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着整个火炮的性能.首先介绍了火炮反后坐装置设计评价的必要性,建立了反映反后坐装置工作状况的火炮虚拟样机.提出了表征反后坐装置工作性能的三个指标,基于虚拟样机仿真研究设计参数对反后坐装置性能指标的影响规律,从而将对反后坐装置设计的评价转化为对其性能的评估,实现了火炮反后坐装置设计评价的定量化,评价实例说明了利用虚拟样机评价反后坐装置设计的优越性.最后,展望了虚拟样机在武器装备工程研究领域应用的前景和下一步工作的重点.     

基于虚拟集成技术的ESP硬件在环仿真

针对汽车电子稳定性控制系统的开发,提出了集成ADAMS/Car的整车虚拟样机、MATLAB/Simulink的虚拟控制器和LabVIEW的测控平台的汽车电子稳定性控制的硬件在环仿真方法（VCHIL）,阐述了该方法的实现原理,讨论了基于虚拟集成技术的硬件在环仿真系统的组成及其相互关系,并以此为向导,研制了汽车电子稳定程序（ESP）的硬件在环仿真实验平台,并进行了实验验证。

Abstract：

Aiming at the development of ESP system,hardware-in-loop simulation method based on virtual cross technology （VCHIL）,which combined virtual modal by ADAMS/CAR,virtual controller by MATLAB/Simulink and LabVIEW platform,was addressed.The realization principle of the method was introduced.The structure and relation between parts of hardware-in-loop simulation system based on virtual cross technology were discussed,and according to these,the hardware-in-loop simulation testing platform was developed.Test on this platform was performed and the results were analyzed and compared.     

针对转台及控制器设计的虚拟样机技术应用研究

基于虚拟样机技术进行了飞行仿真转台及其控制器的设计.考虑到非线性、摩擦以及机械系统的柔性特性利用ADAMs进行具有复杂特性的虚拟样机建模.采用Solidworks进行机械部分的建立并导入ADAMS中,使机械设计和虚拟样机设计连贯有序.提出了利用虚拟样机技术代替通常的数学模型进行控制器设计及仿真实验的方案,使设计与实验结果与实际系统更加贴近.基于虚拟样机技术在更接近实际的情况下对控制性能进行检验.并且,控制器的设计可以在实际样机生产之前开始,提高了设计效率.以某单轴转台为例,详细介绍了该控制器设计及校验方法.联合仿真结果证明了方案的合理性.     

基于虚拟样机技术的球形机器人运动仿真研究

使用UGNX和ADAMS,研究了一种具有稳定平台的、非完整的全向滚动球形机器人的虚拟样机建模和运动仿真。通过对球形机器人虚拟样机模型的转化,解决了ADAMS软件不支持球壳与平面间的约束,无法模拟球壳在平面上滚动的问题。结合典型实例,对球形机器人的运动情况进行了仿真。仿真结果表明该球形机器人的内置稳定平台在球体全向滚动过程中始终保持稳定的姿态,而不随球体一起滚动。这为物理样机的研制提供了可靠的参考依据。     

基于故障跟踪估计器的故障诊断新方法

针对线性时不变系统提出了一种基于故障跟踪估计器的故障诊断新方法。首先引入一个可调参数,称作虚拟故障,构建线性时不变系统的故障跟踪估计器。然后,设计迭代学习算法,在选取的优化周期内通过反复迭代学习运算来动态调节虚拟故障,使之估计出系统中实际发生的故障。该方法可以同时检测和估计出系统中发生的故障,而且和发生的故障类型无关。最后,在垂直升降飞行器的线性化模型上进行了仿真研究,仿真结果表明了所设计算法的可行性和有效性。     

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。