航海模拟器中DCPA TCPA的算法

介绍ＤＣＰＡ,ＴＣＰＡ含 给出不同坐标系统船舶状态的相互转换关系,在此基础上提出一种通用快速求解ＤＣＰＡ,ＴＣＰＡ的算法模型,该算法已应用于航海模拟器中,运行可靠。     

航海模拟器的功能

《从STCW 78／95公约》对航海模拟器的要求出发，结合近年来在模拟器教育培训中的实践，分析航海模拟器中尚不完备的功能，提出一些可以进一步提高航海模拟器性能的设想，使功能完备的航海模拟器以满足包括BRM在内的各种船员培训的要求，更好地为航海教育和科研服务。     

航海模拟器中的视景系统

从航海模拟器对视景系统的基本要求出发,对在选择航海模拟器视景系统的软硬件开发平台时首先要考虑的因素,例如分辨率、更新速率、水平视场角、视景的复杂程度、真实感及图像质量等作了详细分析,提出了具体指标和现阶段一些切实可行的措施,这些指标和措施已成功地应用于“大型船舶操纵模拟器”中,获得国内外同行的一致好评,事实证明这种选择是正确的。     

航海模拟器视景的研究

在对ＯｐｅｎＧＬ所采用的坐标系及各种变换作了详细地分析和论证的基础上，就建立航海模拟器视景显示过程中的模型视变换阵进行了捻地，对ＯｐｅｎＧＬ采用的透视投影变换及透视投影变换阵作了细致地分析与推导，并由此对正确设置视见体参数提出了具体的建议。     

航海模拟器系统中的两级组播算法

为改变航海操纵模拟器系统的规模和其发展受到系统资源的制约这一现状，从如何有效地减少网络延迟和避免网络阻塞等方面考虑，结合数据分发管理机制提出了有效的组播通信方案，大大缓解了系统资源耗费，提高了网络的有效利用率和系统的可扩缩性和可靠性。在模拟器上运行结果令人满意。     

航海模拟器研发设计之探讨

航海模拟器从开始利用以来,从当初的小型单功能模拟器发展到今天的大型操纵模拟器,对模拟器的使用也从纯粹的教学发展到今天的在通航评估、工程论证等工程项目中发挥了重要的作用.回顾国内模拟器发展的同时介绍了挪威KONGSBERG公司Polaris大型船舶操纵模拟器系统,研究其在设计上的优点,参考STCW马尼拉修正案对船舶操纵模拟器提出的新要求.探讨模拟器今后的研制方向,并就船舶操纵模拟器的研制提出粗浅意见.     

小型多功能航海模拟器控制台的软件设计

在简述ＳＭＳ－３型航海模拟器控制台结构的基础上，论述控制台的软件设计，主要论述其数据结构，主程序模块，通讯协议，串口中断服务程序，时钟中断服务程序，舵角读入程序，抗干扰滤波，防止指针抖动，步进电机驱动程序，车钟读入和ＬＥＤ显示程序，舵角的标定，舵角指示器的复位等。     

全任务航海模拟器的航迹保持算法

为满足全任务航海模拟器的功能需要,采用Visual C++重新进行设计,改进了原用C语言实现的船舶航迹自动舵.航迹保持算法采用间接式算法,超出偏差带时采用多模态控制,使船舶回到偏差带以内;航向保持采用常规PID控制算法.仿真结果表明,风力7级时,在超出偏差带或转向时船舶均能自动回到预定航线上,最大航迹偏差为2 n mile.采用VC实现的航迹自动舵可满足航海模拟器的功能要求.     

飞机运动轨迹模拟器设计

为使用户能通过控制界面改变轨迹参数控制飞机的运动姿态,设计了飞机运动轨迹模拟器.该模拟器由轨迹模拟计算机和轨迹模拟软件组成.用户可根据飞机的运动参数及空气动力建立运动方程,给定控制规律,使飞机按照控制规律运动,即通过对飞机在每个控制时间段内的控制参数(俯仰角、偏航角、滚动角运动频率、盘旋周期、平飞高度等)的修改,控制飞机在空中飞行的姿态.在VC 环境下编程并调试控制参数,得到的数据信息与理论值相符.模拟得出的数据结果表明,该模拟器能很好地模拟出飞机运动轨迹,并可通过数据接口将得到的角运动信息传递给6自由度运动模拟试验台,完成对惯性器件进行测试和飞行仿真.     

航海模拟器中船体三视图反演模型的CAGD算法

针对船舶的外形设计与模拟，提出一种由三维实体的三视图反演其表面网格，拟合出多组截面曲线，进而对实体表面网格进行处理，生成样条曲面的算法，该算法已形成相应软件，实用有效。     

吊舱推进船舶运动数学模型及其在航海模拟器中的应用

应用MMG分离建模思想,建立配备吊舱推进器的半潜船四自由度运动数学模型,利用回归公式估算POD桨的推力和扭矩,用经验公式估算伴流分数和推力减额.在航海模拟器中,通过硬件信号控制POD桨的转速和旋转角度,并将其传输给船舶运动数学模型模块,采用四阶龙格—库塔法积分求解船舶运动微分方程组,获得实时船舶运动态势,再将其传递给航海模拟器中的其他模块,实现人—机交互.以半潜船“泰安口”为例,建立POD桨的水动力性能数学模型以及半潜船的运动数学模型.与实船海试试验结果比对,不确定度在20％以内,能够满足航海教学培训和工程论证需要.     

三通道立体投影轮机模拟器视景仿真系统

介绍三通道立体投影轮机模拟器视景仿真系统的硬件系统组成,分析三通道立体投影系统中虚拟现实软件系统的要素、立体透视图生成算法、三通道同步机制、图像拆分方法等技术,设计了包括船舶机舱漫游操纵系统和船机设备虚拟拆装系统的轮机模拟器视景仿真系统,并用一个系统实例实现了上述技术用途.     

轮机模拟器船舶柴油机改进的仿真软件

介绍轮机模拟器船舶柴油机改进的仿真软件.首先,对6S60MC柴油机工作过程数学建模,包括气缸、涡轮增压器、空冷器、扫气过程和排气过程等;其次,采用一种改进的方法计算排气过程,在满足计算精度要求的同时,缩短工作过程仿真的计算时间;第三,计算柴油机各缸的主要工作参数,比如,示功图P-ψ,P-V和T-ψ,dQ/dψ-ψ,dx/dψ-ψ等曲线图,以及扫气空气系数、残余废气系数、燃烧室壁温等参数;第四,软件有许多故障设置,以训练学生或学员判断故障的能力;第五,软件还有报警参数等.     

用于天线稳定系统的三维运动模拟器设计

提出系统总体设计方案,详细介绍了各功能模块的方案选择,成功地设计了基于单片微处理器MSP430的伺服控制系统。同时对系统进行建模仿真,设计了分区PID控制算法。最后在实际系统中进行了调试,取得良好的系统性能,达到了设计要求。     

基于轮机模拟器的实训体系研究与探索

＂轮机模拟器实训＂是轮机工程及相关专业的重要专业课程和特色课程。本文提出了＂强化专业知识、提高专业技能、培养工程意识＂的实训体系建设理念,依托轮机模拟器实训平台,对传统的轮机模拟器实训模式进行了教学改革,在实训内容、教材建设、教学方法等方面进行了改革与实践,为船舶轮机工程专业人才的培养提供有益的参考。     

模拟器视景系统中太阳及镜头光晕的绘制

为解决现有航海模拟器视景系统中对太阳及镜头光晕的模拟不完善、无法显示太阳、不能控制太阳及镜头光晕效果等问题,提出基于OpenGL和Cg绘制太阳及镜头光晕的方法.讨论光晕分布、纹理及融合等技术,并引入光晕边界的概念,实现光晕的淡入淡出.采用光线投射方法判断太阳与其他物体的遮挡关系,解决了z缓冲区方法无法判断视见体外物体的可见性问题,并利用顶点着色器技术对该方法进行优化.结果显示,该法简单,易于实现,绘制效果真实,满足航海模拟器对视景系统的实时性和逼真度要求.     

中心力场粒子的有限运动和圆轨道的稳定性

探讨中心力场中粒子有限运动和圆轨道的稳定性的关系及由此引出的一些结果。     

基于模糊综合评判的轮机模拟器智能评估系统

分析最新实施的STCW公约对海船船员在职培训和适任评估的履约要求,应用模糊综合评判方法构建模糊评判矩阵,再将该矩阵作为智能评估中的客观依据,结合主观权重因素,对轮机在职培训及适任评估中相关操作流程进行综合评判.采用C#语言在VS.Net 2010平台下开发了轮机模拟器智能评估模块,并将该模块与全任务轮机模拟器平台相融合,通过XML脚本文件的制定、保存及加载实现了评估大纲中既定项目及情境自定义项目两种形式的评估考核.系统在应用过程中可有效改善评估结果的客观公正性.