具有力反馈的心血管介入虚拟手术模拟器的研发

目前我国介入手术医生的总量远远不能满足冠心病患者的治疗需求,运用新的心血管介入手术训练手段来加快医生的培养显得尤为迫切,故开展心血管介入虚拟手术系统的研究有重要意义.针对心血管介入虚拟手术模拟器进行研发,对心血管介入虚拟手术力反馈模拟器进行总体设计,该文设计了心血管介入手术介入导丝、导管的运动功能、力反馈功能模块的机械结构与控制系统,设计了X光透视开关、造影剂注射剂量采集、球囊加压气压采集等辅助介入操作仿真模块.研究表明:集成的心血管介入手术模拟器系统满足医学培训的需要.     

水平井眼中管柱变形方程的实验仿真

以已有的三维井眼中管柱正弦屈曲和螺旋屈曲行为分析模型软件为基础 ,根据物理相似原理 ,设计了井眼中管柱屈曲变形的小尺寸模拟实验装置 .通过改变管柱变形微分方程中包含的无因次轴力 β、无因交摩擦及数 γ1和无因次轴力分布系数 γ2 的值 ,利用该装置对管柱在水平井中的临界载荷、载荷传递效率、变形效应等进行模拟实验 .试验结果表明 :钻压传递、位移与载荷的实验结果与理论计算值之间的最大差值不超过 1 0 % ,临界屈曲载荷的理论值与实验值之差不超过 6% .本文的结果可为修正理论模型提供指导 ,使理论模型能更好地指导现场的油井管柱施工作业     

飞行模拟器电动式操纵负荷系统控制策略

操纵系统的控制策略是力伺服系统加载的关键技术。以电动式力伺服系统为加载方式的飞行模拟器操纵负荷系统,采用上位机力闲环PID控制、电流环PI控制与多余力矩补偿相结合的策略实施控制。仿真结果显示：分别加入力闭环和电流环控制后,系统的超调量减小,跟随性能较好;采用角速度力矩补偿法,系统多余力矩下降了90％。实际控制效果进一步表明,双环与力矩补偿相结合的复合控制策略可有效减小系统多余力矩,控制稳态误差。该研究可为构造操纵飞行模拟器负荷系统样机提供理论依据。     

交互式自行车模拟器系统关键技术

交互式自行车模拟器集计算机、机械与多媒体等技术为一体，提供了一种新型的交互式娱乐工具。在分析交互式自行车模拟器系统总体结构的基础上，介绍了各子系统（实时自行车动力学模型、视觉／听觉系统和运动生成系统）、体感模拟算法以及力反馈系统的关键技术，并讨论了整个系统的集成。     

飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制

为了改善基于力回路的飞行模拟器操纵负荷系统的力感模拟逼真度,分析了内回路跟踪性能对力感模拟逼真度的影响;在基于结构不变性原理抑制多余力的基础上,提出了比例结合前馈逆模型补偿的复合控制策略,在不影响内回路稳定性的前提下,该复合控制策略能有效拓展内回路的频宽.仿真结果显示,该复合控制策略提高了内回路的跟踪性能.在基于RT-LAB的快速原型控制实验平台上进行了半实物仿真实验,结果表明该控制策略可以明显改善内回路的跟踪性能,从而显著提高操纵负荷系统力感模拟的逼真度.     

侧推器协助船舶靠离泊操纵的数学模型

给出一种港内运用侧推器协助靠离泊操纵的数学模型.模型吸取日本MMG分离建模的思想,以船、桨、舵单独性能为基础,并考虑其各部分之间的相互干涉,同时考虑到靠离泊的船舶运动为低速、大漂角的特点,对作用于船体上流体力及桨、舵力都提出了相应的算法,将侧推器数学模型应用到该模型中,并运用MATLAB语言以某集装箱船为例进行了模拟仿真.经有关船长验证,仿真计算结果基本满足工程要求,可为完善船舶操纵模拟器提供一定的理论基础.     

飞行仿真电液伺服转台功能模拟器设计研究

介绍了一种用于飞行仿真的电液伺服转台功能模拟器的实现方案，着重论述了电液伺服转台的模型原理、功能模拟器的硬件结构及软件设计，该功能模拟器系统主要由工控机和信号接口箱两部分组成，配有多功能卡的工控机是功能模拟器的核心，它主要完成电液伺服转台特性数字模型的解算，并可模拟光电轴角编码器、测速机等反馈信号；信号接口箱主要用来转接外部信号以及模拟油源的液位、压力、球阀及油泵状态，仿真实验证明本设计的功能模拟器状态跟踪误差很小，功能齐全，操作方便，通用性好，完全可以替代实际的电液伺服转台进行控制系统开发，从而极大地提高了研制效率。     

电液负载模拟器神经网络辨识器及控制器设计

针对传统控制方法无法解决飞机舵机电液负载模拟器受多余力等非线性因素严重干扰的问题,给出了一种基于神经网络辨识器及控制器的复合控制结构,结合了神经网络系统辨识与自适应实时控制的工作特点。根据电液负载模拟器控制结构及工作原理,采用BP神经网络辨识器在线辨识,获得系统辨识模型以替代理论数学模型。然后,采用Adaline神经网络控制器实时控制,利用系统误差信号与BP神经网络反向递归计算Adaline网络权值调整信息,获得系统控制参数,实现复合控制器的有效监督与智能控制。最后利用MATLAB进行实验验证,仿真结果表明：该方法能够提高系统控制精度,多余力消扰率达92%;并且可以有效模拟飞机舵机所受力载荷的变化情况,实现系统指令信号快速、准确、稳定的加载。     

热轧管线用钢轧制工艺及数学模型

介绍高韧性管线钢技术开发中的轧制工艺及数学模型。在综合测定的基础上，对轧制工艺及力能参数进行了全面的分析；采用热加工模拟机，对轧制规程和控冷制度进行了试验研究，对热轧工艺提出改进；在研制材料变形抗力模型时，考虑了残余应变的影响；利用生产数据，建立起轧制压力模型和能耗模型     

反应性实时测量建模及仿真实现

从6组缓发中子点堆动力学方程出发,采用逆动态法建立核电站全范围仿真机反应性实时测量的数学模型,并编程实现该模型.利用点堆动态方程在无外加中子源、反应性小阶跃变化时的解对该方法进行验证,计算结果与实际值相吻合;将从仿真机采集到的数据用于反应性的实时计算,结果表明该方法能够正确反映反应性的变化趋势,可以在仿真机上使用该方法对反应性进行实时监测,为培训操作人员提供帮助.     

轨道不平顺模拟器位姿反解解算及坡道模拟

为了实现轨道不平顺室内模拟,对轨道不平顺模拟器的双六自由度模拟平台位姿反解进行研究. 结合双六自由度模拟平台几何参数,在14个作动器空间向量表述基础上,利用齐次坐标矩阵建立了轨道不平顺模拟器双六自由度模拟平台位姿反解数学模型. 建立了坡道模拟对应的双六自由度模拟平台位姿协调关系模型,借助于Matlab/Simulink仿真模型进行了位姿反解解算,通过仿真模型解算结果与几何理论计算结果分析对比,表明了两种计算方法结果具有很好的一致性,验证了所建反解数学模型、位姿协调关系模型及仿真模型的准确性.      

基于时域的汽轮发电机暂态仿真

结合大型火电厂实时仿真机对汽轮发电机高逼真度仿真的要求，通过Park方程建立能精确描述其暂态过程的状态方程，并对时变的系统矩阵A和控制矩阵曰进行改进处理，结合四阶Runge—Kutta法得到更省计算量的数值解法．最后编写相应的仿真程序，对某360MW汽轮发电机进行突加负载仿真试验，仿真结果显示文中提出的方法适合实时仿真机的发电机模型．     

碱热耦合的膨润土-花岗岩岩屑混合物膨胀特性

在高放废物处置库的运营过程中, 核废料的衰变热和混凝土老化产生的碱性孔隙水均会对缓冲回填材料的工作性能产生影响. 为了研究碱热耦合对缓冲回填材料膨胀特性的影响, 采用高庙子 (Gaomiaozi, GMZ) 膨润土和花岗岩岩屑混合材料, 选用 NaOH 溶液模拟碱性孔隙水, 利用水浴锅提供恒温溶液, 并将溶液在自主研制的耐腐蚀固结仪中不断循环, 分别开展 25 和 50 ${^\circ}$C 两种温度以及 0.1、0.5 和 1.0 mol/L 3 种碱性溶液浓度下的膨胀力试验, 获得了各试样的膨胀力时程曲线. 试验结果表明: 当温度相同时, 试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随碱性溶液浓度的增加而降低; 当同一浓度碱性溶液入渗时, 试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随掺岩率的增大而降低; 相同掺岩率及入渗碱性溶液浓度的试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随温度的升高而降低. 碱性溶液对膨胀力的衰减程度随溶液浓度的增加而增大, 随温度的升高而增大. 对于膨润土-花岗岩岩屑混合物, 在相同入渗溶液浓度和相同反应温度下, 膨胀力衰减率随掺岩率的增大而降低.     

飞行模拟机电动式辅助操纵负荷系统的仿真

以油门杆操纵负荷系统为例,对飞行模拟机的辅助操纵负荷系统的仿真进行详细阐述。对飞机油门杆操纵系统进行了分析,确定了要模拟的力感并给出了控制策略。使用SIMULINK进行了操纵机构的运动分析,得出了电机力矩指令的实时表达式。使用SimMechanics建立了操纵机构的模型。最后将辅助操纵系统进行整体仿真,检验所求得的力矩指令是否合理。     

新型碳化塔重碱结晶动力学及添加剂对结晶影响的研究

以空气－ＮａＨＣＯ３饱和液为介质，在新型碳化塔的模拟塔内，测定了气体流速ｕｇ、液体流速ｕＬ、液相内循环速度ｕｃ、晶浆平均停留时间τ等参数对结晶动力学的影响；重点研究聚丙烯酸钠加入碳化塔后动力学参数的变化规律．按Ｒａｎｄｏｌｐｈ和Ｌａｒｓｏｎ模型计算了结晶成核速率Ｂ０和晶体生长速率Ｇ，并建立了结晶动力学方程．结果表明，添加聚丙烯酸钠，有利于增大结晶颗粒，改善重碱结晶质量．     

B737NG模拟机操纵负荷模型

精确地模拟飞行员在操作飞机探纵装置时所感觉到的力,对于实现逼真的飞行模拟极其重要.加拿大Mechtronix的B737NG型D级全任务飞行模拟机,选用了Fokker公司的Ecol 8000系电动操纵负荷系统.了解该系统操纵负荷模型的原理、架构,对运行、维护、改造、设计飞行模拟机/训练器中的操纵系统具有现实意义.     

六维并联地震模拟器机构的动力学分析与仿真

基于Newton Euler法对三向六自由度(6 PSS)并联地震模拟器进行了动力学分析,分析了地震模拟器运动平台与各构件运动参量之间的关系;考虑重力与惯性力的影响,推导了并联机构杆件和运动平台动力学方程,并消去各构件之间的内力,建立了机构整体动力学方程;基于动力学模型进行动平台各驱动力的数值仿真.结果表明,6-PSS并联机构适用于地震模拟器,所建立的动力学模型能够作为其精确控制的数学模型.     

基于Packet Tracer的多路由协议重分发的仿真实验

利用packet tracer5．3的思科网络模拟器,设计实现了对模拟器支持的多种路由协议重分发的综合实验仿真,涉及内部网关协议（RIP、OSFF、EIGRP）、外部网关协议（BGP）和静态路由的单点双向的边界路由重分发配置方法,同时探讨了路由重分发可能产生的问题及应对的解决方法。实践表明,使用F15．3模拟器有助于提升学生的网络设计、配置和验证等综合能力。     

核爆炸荷载作用下土埋钢油罐受力特性模型试验

为研究爆炸条件下土中钢油罐受力特性,根据模型几何相似理论,研究了地面爆炸作用下土埋钢油罐的受力特性.在核爆压力模拟器内进行了土埋钢油罐模型的爆炸压力加载试验,采用动态测量技术,得到了不同埋土表面超压下土埋钢质圆柱壳模型的动压力、动位移和动应变数据.试验表明,作用在土埋圆柱壳上的动压呈现底部动压峰值较大的特点,柱壳则为动态弯曲应力状态.其中,环向应变在底部为拉应变,侧部和顶部为压应变,纵向应变在壳体顶部和底部均为压应变,侧部为拉应变.在试验加载范围内(地面超压为0.09～0.88 MPa),应变仍在材料弹性变形范围内.     

某训练模拟器电视跟踪系统视景仿真设计

根据电视跟踪系统实时、快速、直观、逼真的要求，在开发某训练模拟器的电视跟踪系统对采用了OpenGL与硬件相结合的解决方案，介绍了利用OpenGL开发电视跟踪系统视景仿真软件时的整体结构及关于建模、视景、位图文本处理和目标数据驱动的几个关键技术，最后给出了仿真结果。