基于Petri网的飞控计算机系统可靠性建模与分析

应用广义随机Petri网建立Boeing777非相似余度飞控计算机系统可靠性模型,描述了系统的静态结构及动态过程;针对系统模型过于复杂而难以用现有的算法来计算的问题,提出将该系统分成支路级、通道级和系统级三级进行处理;并利用GSPN与马尔可夫链同构的性质,计算系统的可靠性指标。     

大型民机电传操纵系统可靠性建模研究与分析

余度系统的需求和发展使电传飞控系统更加复杂,系统可靠性建模与分析显得尤为重要。本文以电传操纵系统作为研究对象,首先通过对现有多种大型民机电传操纵系统特征的分析,从多工作模态技术、考虑余度总线的硬件冗余技术、非相似技术、功能分离技术等方面总结复杂电传操纵系统常用技术。然后以波音B777为例,分析各功能模块间关系,建立复杂电传操纵系统在正常飞行模态下的任务可靠性模型。最终通过可靠性指标计算验证该分析方法的可行性。     

无人机容错飞行控制计算机体系结构研究

高性能无人机对飞行控制计算机提出了高可靠性要求,使用余度容错飞控计算机是提高安全可靠性的重要途径之一。对容错飞控计算机安全可靠性、实时性、维护性等设计要求进行研究,分析了无人机容错飞控计算机的设计要求特点;阐述了典型军用、民用有人机以及无人机容错飞控计算机的体系结构及关键余度管理策略,总结了无人机容错飞控计算机体系结构特点及发展方向。根据上述研究结果,提出一种基于FlexRay总线的相似三模余分布〖JP2〗式容错飞控计算机体系结构,FlexRay总线既是单通道飞控计算机的内部总线,也是多通道飞控计算机的系统总线。该体系结构能够抑制拜占庭故障,满足无人机高可靠、低成本、扩展性强、维护性能好等要求。     

多余度飞行控制系统仿真平台设计

为验证飞行控制系统的余度配置方式,设计了多余度飞控系统仿真的软硬件平台。该平台基于Simulink图形化的建模方法和Vxworks嵌入式实时操作系统,利用实时仿真工具(RTW)可自动生成运行在Vxworks及相应硬件平台下的代码。还设计了三余度飞控计算机的余度管理算法和表决算法以验证该平台的功能。本仿真平台的建模方法直观明了,同时可利用Simulink外部模式进行实时监控和在线调参,从而提高了平台的升级和维护能力。     

单侧弹射发射系统故障虚拟复现与设计改进

利用虚拟样机技术对单侧弹射发射试验的故障虚拟复现及其设计改进方案的可行性进行了研究.在建立发射系统多刚体动力学模型、燃气发生器数学模型、关键部件柔性体模型和制动锥简化力学模型的基础上,应用ADAMS软件建立了该弹射发射系统的刚柔耦合多体动力学虚拟样机模型,对弹射发射故障进行了虚拟复现,提出了合理的改进建议,最后利用虚拟样机技术对设计改进方案的可行性进行了评定.通过后续成功弹射试验表明:所建立的虚拟样机模型是准确可靠的,研究结果对发射系统的优化设计具有一定的现实指导意义.     

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.     

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某型炮闩系统挡弹机构的磨损研究

基于ADAMS建立的以碰撞为特征的某型炮闩系统的虚拟样机平台，分析了该炮闩系统中挡弹机构支臂磨损对挡弹动作的影响，提出了等齐磨损和不等齐磨损的差别，并指出，对该问题的传统认识只是基于等刘磨损的一种直观想象，而实际的不等齐磨损可以借助虚拟样机手段加以分析。最后基于不等齐磨损研究了该挡弹机构一种改进方案的可行性。     

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。     

一种简化虚拟海洋环境建模与渲染方法

海洋环境的可视化与虚拟现实是数字海洋研究领域的重要发展方向之一,是开展海洋科学研究与军事训练的有效手段.以vega Prime和Ⅵsual C++.NET为开发平台,对虚拟海洋的建模与环境生成技术进行了深入研究;提出了一种多维描述层形式构建虚拟海洋模型,并介绍了该模型的体系结构;此外,还提出一种动态纹理映射技术取代粒子系统,对漂浮物、泡沫和鱼群等进行模拟,大幅度降低计算量;该系统同时还提供了风成浪的数学模型以及海洋LOD技术研究;实现了在计算机系统中一定范围的虚拟海洋环境的模拟.开发和应用结果表明,该系统实时性好,效果逼真,具有一定的工程意义.     

虚拟样机技术

研究并论述了虚拟样机技术的内涵、体系结构及其关键技术,并对作者给出的一个支持复杂产品（含机械、电子、软件、控制等子系统）虚拟样机开发的支持环境（包括VP开发环境、标准数据交换格式、分布式产品模型数据库三部分）作了介绍,以促进虚拟样机技术在我国企业的实施与发展。     

Analyzing market competition between Airbus and Boeing using a duo hierarchical graph model for conflict resolution

A duo hierarchical graph model for conflict resolution is developed to investigate market competition between Airbus and Boeing over aircraft sales in the Asia Pacific region. The duo hierarchical graph model, a significant extension of the graph model for conflict resolution methodology, contains two common decision makers, who take part in two related subconflicts, as well as local decision makers, who participate in only one subconflict. New stability definitions are proposed to describe forms of sanction unique to the hierarchical model. The interrelationships between stabilities in the overall graph model and in the two local models are investigated. Then the duo hierarchical graph model is applied to the competition between Airbus and Boeing in both the wide and narrow body markets in the Asia-Pacific region. The two types of Asian airlines have different operating strategies, so that the two markets constitute sub-competitions that can be modelled naturally using the duo hierarchical graph model. The stability results indicate a resolution for all decision makers that implies marketing strategies for the aircraft manufacturers and guidelines for aircraft purchase by the airlines. Thus, this model provides decision makers with a comprehensive understanding of the dynamics of the competition and guidance in identifying beneficial actions.     

基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究

建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UML(Unified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。     

三轴高精度虚拟仿真转台研究

提出了三轴虚拟仿真转台系统的基本体系结构及其功能特点。文中着重阐述了虚拟仿真转台系统中的PDIVL，CAD，CAE技术、数据引擎、虚拟装配技术和虚拟样机等技术'同时详细论述了虚拟仿真转台系统的运行方式以及功能结构，其中包括基于PDM技术加以开发、设计转台机械结构并进行图纸管理和生产过程管理；运用OpenGL动画技术和虚拟装配理论实现模型的动态装配；运用虚拟样机技术实现了转台系统的机械结构模型与复杂控制模型的联合分析，实时调节与优化机械结构或控制率来提高系统的机械与控制性能，极大缩短真实转台系统的开发周期。     

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。     

虚拟样机模型库管理系统初步研究

在虚拟样机协同仿真平台中，模型库管理系统的作用主要是提供底层服务，管理平台开发、运行阶段需要的模型、文档、数据。本文基于总装虚拟样机支撑平台项目，阐述了虚拟样机模型库系统在虚拟样机工程中的位置及作用，介绍了作者及同事开发的基于PDM技术的模型库管理系统的体系结构及主要功能，探讨了项目管理平台与模型库系统的接口。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

基于DoDAF的民机MBSE研制方法

针对传统的民机研制方法中面临的设计需求不完整、难以保证设计与需求一致性、设计方案难以更改等一系列问题, 结合美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework, DoDAF)的多个视角, 提出基于DoDAF的民机基于模型的系统工程研制方法。该方法参考DoDAF中不同的视点从多角度对民机研制要求进行分解与细化, 生成资源流动模型、活动模型以及系统接口模型等, 开发出信息更加立体的飞机能力模型, 指导民用飞机的设计, 证明了基于DoDAF的民机研制方法能够从多视角的角度完整、全面地分解飞机能力要求，并将其转化为具体的设计要求, 从而更好地指导民机研制, 提高民机研制效率。     

机动目标状态估计

本文研究适用于综合火力／飞行控制系统要求的机动目标状态估计的算法问题。通过选取直角坐标及伪测量量构成扩展Ｋａｌｍａｎ滤波。在此基础上，提出采用距离通道冗余滤波以提高距离通道的滤波精度，同时，得到了改善其它估计量精度的一种算法。通过综合火力／飞行控制系统的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ仿真表明，该算法具有很好的性能。     

基于组件技术的飞行器动力学虚拟样机模型库的研究

模型库技术是虚拟样机技术的关键技术之一，模型的重用性、模型库管理系统及其建模环境又是当前模型库技术中的研究热点。本文针对飞行器动力学虚拟样机系统的特点，在对系统进行面向对象分析的基础上，论述了模型库系统中应用组件技术的必要性，引入COM组件技术对模型设计构建，增强模型重用性、通用性；设计的层次化模型库体系结构及相应的模型组织、管理方法及其在模型组件基础上的一种图形化建模方法，支持动力学虚拟样机技术的研究。