集装箱装卸仿真系统的运动模型和原型机

本文首先介绍了集装箱装卸仿真系统研制的现实意义和技术背景，详细分析了利用拉格朗日方程建立系统运动模型，及采用四阶龙格库拉法对模型进行求解的方法，该模型现已成功地应用在集装箱装卸仿真原型系统中。文中同时介绍了采用OpenGVS开发原型机所涉及到的一些关键技术。     

虚拟现实技术在港口集装箱码头装卸仿真系统中的应用

仿真是目前对港口集装箱码头装卸流程、工艺进行规划的有效手段,本文把虚拟现实技术、计算机仿真技术、机械设计技术相结合,以港口集装箱码头装卸系统为研究对象,利用虚拟现实仿真软件Multi-Gen,建立了包括岸桥、堆场集装箱龙门起重机、船舶、集装箱拖车以及集装箱等在内的三维场景,通过人机交互驱动仿真对象的动作,实现对港口集装箱装卸工艺流程的三维动态仿真,同时通过人机交互可实时调整各对象的机械和运动参数,达到装卸过程仿真可视化、参数化的目的。     

集装箱港口装卸作业仿真系统

分析了采用面向作业面和装卸同时进行工艺的集装箱港口中桥吊、集卡和龙门吊的装卸作业流程,将装卸过程中设备事件分为Lifting、Dropping、Moving、Waiting和Virtual五类,采用VB6.0编程实现了基于事件驱动的集装箱港口装卸作业仿真系统。对不同的设备配置调度方案进行仿真,依据系统的仿真输出,选择满意的设备配置调度方案,从而对港口作业中的整体资源配置进行协调。     

集装箱码头装卸系统集成调度的建模与优化

为提高集装箱码头作业效率,在码头集装箱卡车作业能力充足的条件下,对集装箱码头作业装卸系统集成调度问题进行了研究.针对集装箱码头装卸作业的特点,提出了装卸作业的预定义顺序约束、作业次序依赖的设备调整时间及岸桥碰撞干涉约束等,并在此基础上建立了整数规划模型.针对这一模型设计了两阶段启发式算法对问题进行求解.通过在数值实验中将结果与低界相比较,证明该算法效果良好.特别对于规模较大的问题,算法也可以进行有效的求解.     

基于单船装卸运输模型的集卡配置仿真研究

分析了集卡配置对集装箱码头的装卸作业的影响,使用Witness仿真软件以国内某大型集装箱码头为案例,建立了基于码头前沿至堆场的整体道路网络的单船装卸运输仿真模型。通过仿真模型的运行,分析集卡配置数量和车速对整船装卸时间的影响,研究发现集卡的数量应根据装卸的不同时段进行动态调配,集卡的车速提高不一定可加快整船的装卸效率。本模型为建立基于多船装卸运输模型的码头仿真预测系统提供了参考。     

集装箱码头同贝同步装卸作业的序列优化模型

同贝同步装卸是集装箱码头提高装卸作业效率和资源利用率的有效途径和方法.其调度的复杂性体现在需要同时决策装、卸船两类集装箱在受堆场翻箱约束和舱口盖限制情况下的作业序列.针对该问题的柔性准备时间、成组调度和优先顺序约束等特点,本文建立了同贝同步装卸作业的整数规划模型.为求解模型,设计了基于遗传算法和贪婪规则的混合求解算法.最后,通过将算例实验结果与不考虑翻箱和舱口盖限制的简单下界进行比较,验证了模型与算法的有效性,说明所建立的模型有利于提高集装箱码头的装卸作业效率.     

采用VR技术的集装箱吊装模拟器原型机的研究

介绍了集装箱吊装模拟器原型机的系统构成。根据拉格朗日运动方程建立了系统的运动模型,并在模型中增加了对集装箱吊减摇系统的仿真。仿真结果表明,所建立的运动模型可以模拟由于加速运动所产生的货物不规则摇摆及在减摇控制装置起作用时,货物摇摆角的收敛情况。尝试采用一种基于层次结构和均衡二叉树的面向对象实时三维碰撞检测技术,实现了虚拟场景的实时碰撞检测。视景系统采用半球形显示系统,满足系统对垂直视场角的要求,具有较强的沉浸效果。     

基于RS485的船舶货油装卸系统仿真研究

针对成品油船货油装卸系统自动化研究的关键技术问题,进行了半实物仿真研究。通过对货油装卸工艺的分析,构建了基于RS485总线的由各种硬件设备组成的仿真平台,并应用组态王6.5和VB混合编程技术完成了基于DDE的实时通信程序的开发。为了减小由液位传感器数据采集延时带来的误差,提出了传感器测量和流量变频控制相结合的改进方案。仿真结果表明：该仿真系统满足货油装卸过程中状态监测及控制的实时要求,对研制实船的货油装卸系统有重要参考价值。     

铁路集装箱中心站列车装卸作业的仿真研究

铁路集装箱中心站装卸场作为中心站的重要组成部分,其运作效率是铁路集装箱运输竞争力的直接体现.利用离散事件仿真原理,将事件图方法与之相结合建立铁路集装箱列车装车作业仿真模型,并对模型进行验证,并分别考虑了在不同作业模式下中心站内运输卡车数量的配置对装卸设备作业效率的影响.实例仿真结果表明该模型为铁路集装箱中心站资源设施的配置规划提供了一种有效的决策手段.     

基于面向对象Petri网的集装箱码头装卸系统建模研究

将面向对象Petri网理论应用于集装箱码头装卸系统的建模研究,在分析该系统的基础上,建立了系统的基本对象Petri网模型,并借此建立了堆场内部集卡类的对象信息网,运用不变量分析的方法,得到了其动态性能分析结果.     

集装箱起重机仿真驾驶训练器

论述了研制和应用港口机械仿真驾驶训练器的背景和现实意义,建立了基于虚拟现实技术和PLC逻辑控制系统的集装箱起重机仿真驾驶训练器,并介绍了该系统的总体结构、工作原理、基本功能以及技术特色。     

船舶轮机模拟器CAVE系统设计与关键技术研究

设计了一个用于船舶轮机仿真训练的五通道CAVE系统,给出了详细的系统配置。按模块的功能,将软件划分成轮机仿真核心模块、轮机三维仿真模块、轮机二维仿真模块及前台缓存处理模块,并详细介绍了各模块的功能与划分依据。为保证仿真过程中数据与图像的同步,设计并实现了多通道同步机制。给出了虚拟机舱自动漫游算法及交互实体行为模型。该文设计的高度沉浸感船舶轮机模拟器视景系统可有效节约航海教育的实船训练成本。     

飞行模拟器数字式操纵负荷系统

操纵负荷系统是飞行模拟器的关键分系统之一。经过多年研究与开发，我们推出了几种类型的数字式操纵负荷系统，并已成功用在Ｙ７－１００飞行模拟器中。目前又研制成功全数字式并行电动操纵负荷系统。本文就该系统原理、总体方案、建模方法、软硬件系统特点，进行了较全面的论述。     

飞行模拟机操纵负荷系统试验研究

飞行模拟机操纵负荷系统是飞行模拟机的重要组成部分,向飞行员提供逼真的力感模拟。以飞机操纵系统为原型给出了飞行模拟机操纵负荷系统的模拟原理,建立了由低摩擦作动筒组成的三通道液压驱动数字式操纵负荷系统,根据数学模型借助快速控制原型技术和Matlab/Simulink可视化编程语言进行实时控制系统的开发,解决了采用C 、VC进行开发周期长、调试困难的缺点,并通过试验验证了PD控制算法的有效性,实现了对飞机操纵系统的性能模拟,具有误差小、跟踪性能好的特点,已应用于飞行模拟机样机系统的研制。     

基于SAGA算法的双40英尺场桥作业调度优化及比较分析

基于双40 ft场桥的作业特点,建立以最小作业时间为目标的混堆箱区内传统单吊具场桥、单起升双40 ft场桥,以及双起升双40 ft场桥调度模型。通过SAGA(simulate anneal genetic algorithm)算法求解模型,达到了优化场桥设备配置和调度策略、缩短平均装卸时间、提高自动化码头作业效率的目标。对比了不同相邻箱占比、总任务量和贝位数情况下的3种场桥的作业效率。结果表明：在相邻箱占比、总任务量或贝位数不同的情况下,双40 ft场桥效率均高于单吊具场桥,验证了调度模型和算法的有效性。     

基于路径规划的岸桥现场吊装方案设计与仿真

针对传统岸桥吊装方案制定基本依赖人工而效率不高和不直观的问题,通过对吊装现场和过程进行标准化与规范化,实现了吊装方案自动化快速设计和三维仿真.首先构建了吊装现场要素参数化仿真模型利用三维路径规划理论对吊装布局和吊装过程进行设计,进而对吊装设备进行选择和优化,自动输出吊袭工艺报告,同时对吊装过程进行了动画仿真,并进行了吊袭件的受力分析验证.利用VC.net和Sql server 2000,结合Pro/E提供的Pro/toolkit开发包以及三维引擎OpenGL,以某公司岸桥为例,实现了该岸桥吊装方案设计与仿真系统.实例验证了该系统的可用性与有效性.     

大型运输机飞行模拟器视景光学显示系统的研究

视景光学显示效果是评价飞行模拟器性能的重要指标之一,根据大型运输机飞行模拟器视景光学显示系统图像畸变小和大视场的要求,研究了飞行模拟器的视景光学显示系统几种方案,给出了分光镜式无限远显示系统、离轴球面全反射和离轴高次非球面全反射无限远显示系统的基本原理,并数值分析了它们的主要性能,根据其性能比较,提出了大型运输机视景光学显示系统的最佳视景显示方案。     

行车操作人员培训计算机仿真系统

本文以某钢铁厂项目《行车操作人员培训计算机仿真系统》为背景，结合我国职业培训的特点，自行开发研制、设计和实现了合小型行车实体、运用多媒体技术和三维实时动画仿真相结合的计算机仿真系统。