XNA环境下粒子系统的飘雪仿真

由于现实环境中雪花的飘落是非常不规则的,仿真雪花的飘落也是有难度的。为了模拟现实中雪花飘落的真实情景,以达到尽可能逼真的效果,介绍了实现可视化仿真的一种技术手段和一个具体应用。介绍了粒子系统的基本原理和XNA平台的工作原理,阐述了在XNA平台下建立模拟雪花物理模型的技术和实现雪花飘落运动可视化仿真的可行性方法。通过参考现实中的飘雪场景,研究现实中雪花飘落的运动,在.NET开发平台下,利用C#语言和XNA技术,采用完全面向对象的思想,研究开发了一个研究人员能实时观测并能有效地驾驭雪粒子模型运动的粒子系统。该系统不仅实现了数据实时模拟与实验过程的实时控制,还实现了具有3D效果的飘雪仿真场景。研究人员可以通过实时交互,设置雪花在不同方向上的速度和加速度,以及通过调整观察距离,可以仿真演示出雪花在现实中的各种运动状态。通过实例验证了该粒子系统的效果良好,用粒子系统仿真雪花的飘落是可行的,实时地可视化仿真出的三维飘雪场景效果逼真。     

防空导弹弹目遭遇可视化仿真研究

针对防空导弹传统仿真技术理论分析和实体实验技术的不足,基于Windows平台,采用Microsoft Visual Studio 2010语言编写软件,使用XNA函数库为图形接口,开发了三维可视化仿真系统。该系统可显示不同遭遇条件下毁伤元对目标的可视化信息,对最终得到的命中点参数提供理论分析、验证和优化。     

基于MATLAB的海浪及船舶横摇仿真模型研究

在分析随机海浪的波倾角和能量谱以及船舶运动受力的基础上，建立了随机海浪的仿真模型，利用MATLAB软件对海浪波倾角及船舶的横摇运动进行了仿真，为船舶横摇控制及隔离船摇稳定平台的建立奠定了基础。     

基于捷联惯导系统的船舶姿态测量与三维可视化研究

为使姿态数据能够直观、逼真地展现船舶运动状况,利用串口通信、Creator建模和OpenSceneGraph(OSG)场景管理技术,实现船舶姿态三维可视化.采用OSG三维渲染引擎创建三维场景,利用解析捷联惯导系统串口输出的姿态数据来控制Creator建模软件建立的船舶模型,并创建场景漫游器,实现从任意位置观察船舶运动的目的.以VisualStudio2008和OSG场景管理软件为开发平台,完成船舶运动姿态三维显示系统的开发,将船舶运动姿态实时、直观地显示给驾引人员,为船舶姿态显示提供了一种新的方法,并可应用到船舶综合船桥系统中.     

基于Java 3D的自重构机器人的仿真与控制

针对同构阵列式模块化自重构机器人的特点,结合Aagent技术,对自重构模块的组成进行了分析,并提出一种能够准确描述该类机器人的拓扑结构、运动、位置及模块间连接关系的特征向量矩阵;对自重构模块的翻转、平移运动和元模块的构成及运动形式进行了描述,搭建了分布式多智能体的控制结构;结合模块的空间矢量进行路径规划,利用Java3D技术建立了可视化的模块化自重构机器人仿真环境,在此平台上对模块的运动进行了仿真,给出了一个4×2×2矩形阵列模块的平移仿真示例,验证了该控制算法和仿真平台的有效性。     

全局信息分布式控制的自重构机器人运动研究

为了改进系统的性能,构建了同构阵列式模块化自重构机器人M．Cubes,该机器人具有12个自由度;结构简洁、紧凑,控制方便简单,可以构建任意的立方体结构,并对M-Cubes模块的基本运动进行了描述。搭建了基于自重构模块的分布式多智能体控制结构,根据系统的全局信息进行分布式控制,将控制分为三步,规划、协调和运动控制。结合模块的空间矢量进行路径规划,利用agent技术对模块间的相互作用进行协调,最后产生模块的翻转,实现模块的运动。利用Java3D技术建立了可视化的模块化自重构机器人仿真环境,在此平台上对模块的运动进行了仿真,给出了一个4X2X2矩形阵列模块的平移仿真示例,验证了该控制算法和仿真平台的有效性。     

基于GUI的自动控制原理仿真平台

利用Matlab下图形用户界面(GUI)的可视化功能,结合自动控制原理的教学内容,构建一个自动控制原理仿真平台.仿真平台设计系统数学模型建立、时域分析、根轨迹分析、频域分析及非线性系统分析等环节,最终实现系统分析的可视化.     

基于ROS的无人机仿真开放性实验教学设计与实现

该文基于机器人操作系统(ROS)仿真环境提出一种开放性的无人机仿真实验教学方案,通过ROS集成的可视化功能,利用Kinect等设备获取环境信息、搭建无人机动力学模型和三维可视化模型,设计三维环境航迹规划算法,并通过动态演示技术,实现ROS环境下的无人机航迹规划动态演示,使学生能够从开放性试验中实现无人机的运动控制、航迹规划和可视化编程等技术。基于ROS的无人机仿真实验是运动控制、规划算法、可视化编程等技术的一种典型的综合性应用,有助于学生深入学习无人机的原理和航迹规划方法。教学实践证明开放性教学方案在教学实践中取得较满意的效果。     

动力定位船舶的波浪扰动建模与仿真

为有效量化波浪对动力定位船舶的作用,建立波浪扰动的数学模型,进而基于Matlab/Simulink建立波浪扰动的仿真平台,计算任意浪高和浪向条件下的海洋环境对动力定位船舶的波浪扰动力和力矩.以一艘供给船为例,设定不同的浪高、浪向,预报波浪扰动作用力和力矩对船舶的影响,仿真结果证明了该波浪扰动数学模型的有效性.该仿真平台可用于船舶动力定位系统控制器设计的验证,以提高船舶动力定位控制系统在恶劣环境下的可靠性和鲁棒性.     

船舶总体装配制造物流仿真系统

针对船舶总体装配制造物流仿真的功能需求,提出了船舶总体装配物流仿真系统总体解决方案,进行了总体架构的设计,完成了工程化仿真流程的制定和船舶总体装配物流仿真模型的建立.依托可视化仿真软件QUEST建立了仿真运行环境,进行了系统实现,最后通过在船舶总体装配建造中的应用,验证了仿真系统设计的合理性.     

船舶运动建模与仿真研究进展及未来发展趋势

梳理和分析了国内外学者对船舶运动建模与仿真所做的工作,概括了在风、浪、流、冰、船间效应、岸壁效应等作用下的船舶操纵性预报,介绍了船舶运动仿真的主流方法及在模拟中的应用,总结归纳了船舶运动建模与仿真研究进展中的关键技术,并指出智能化建模和仿真将会成为未来发展趋势.     

全数字飞行仿真平台的设计与实现

为便于对飞行器建模和控制等理论技术进行演示和验证,采用软件工程的概念设计并实现了一种通用的研究型可视化飞行仿真平台.首先,基于面向对象的思想设计了仿真平台的总体结构和各个主要功能模块,建立了飞行器运动/动力和飞行控制模块的数学模型,并为其设计了模式化的接口,使平台可适用于多飞行器多控制策略下的飞行仿真.为获得较高的仿真...     

基于Matlab GUI的拆除机器人可视化仿真平台设计

文章以90GTHP固定式拆除机器人工作装置为研究对象,将Matlab Robotics Toolbox的数据处理、SimMechanics的控制仿真、GUI(graphical user interface)的图形界面等功能结合应用到该装置的运动学仿真中;在Matlab环境下建立高效运行且具有强大输入、输出功能的可视化仿真平台,实现拆除机器人工作装置的可视化联动仿真。仿真结果表明了仿真平台的有效性和可行性。     

飞艇升空过程超压控制可视化仿真

基于Vega与Creator平台研究了飞艇升空过程中飞艇超压控制的三维可视化仿真技术,建立了飞艇升空过程的数学模型与适合研究飞艇升空过程中超压控制的大气模型,并在Creator平台上开发了飞艇的实体模型.基于所建立的数学模型和实体模型,在VC6.0环境下完成了飞艇升空过程超压控制可视化仿真系统,给出了可视化的仿真结果.通过仿真试验分析,结果表明数学模型可行,在设置的超压控制策略下飞艇对环境有一定的自适应能力,能够比较平稳地升到所设定的高度.     

基于XNA的虚拟数控铣床仿真系统

为解决数控铣床加工过程的仿真实现问题, 基于虚拟制造和计算机仿真的基本思想, 以Microsoft Visual Studio 2008为开发平台, 利用C#、 XNA(Windows Xbox Next Generation Architecture)和3ds MAX为开发工具, 实现了虚拟数控铣床仿真系统。通过实验证明, 该系统能准确模拟真实数控铣床在不同转速、NC(Numerical Control)代码等条件下的各种操作与运动。用户能通过使用本系统, 达到对数控铣床操作与编程的学习、 训练等初步体验, 有助于节省使用真正数控铣床的时间, 降低学习、 培训费用。     

基于OpenGL的关节型机器人实时控制与仿真系统的研究

 以在Visual C++环境下利用OpenGL开发的机械手实时控制三维可视化仿真平台为实例,详细介绍了建立机械手三维模型的数学模型和实现的算法,该平台的软件设计使用了模拟人手的人机交互界面,而且在软件功能上实现了其他类似平台所没有的实时抓取物体的功能,具有较好的可扩展性和交互性.     

大型商船分离型轮机仿真实验平台的设计

针对现有轮机仿真系统数据封闭、UI与模型耦合性强、模型利用率低的缺点,基于软件工程中的软件架构设计思想,采用UML建模、数学建模、计算机仿真、计算机通信、智能控制等理论与技术设计分离型轮机仿真实验平台.平台在机舱监测报警系统和三维虚拟机舱中得到应用.应用结果表明,仿真平台具有数据透明、数据点丰富、仿真模型可多次利用的优点.仿真平台可以在实验室环境下代替实船机舱所产生的数据,为船舶智能化、无人化研究提供了基础实验平台.     

船舶出闸管理仿真平台框架及关键技术研究

虚拟仿真具有表达直观、信息量大、综合性强的优势,逐渐在通航管理系统中得到关注。该文从系统应用的角度提出了船舶出闸管理虚拟仿真平台的基本框架,研究了基于数字高程数据、遥感影像数据地形与地物建模技术,重点探讨了在船闸特殊环境下闸室内船舶定位技术及实时数据融合处理技术。以三峡船闸为例,并通过集成水文、气象等要素构建了船舶过闸管理虚拟仿真平台原型系统,采用的技术对于虚拟仿真在行业的应用是非常有益的探索。     

基于3D引擎技术的机构运动仿真

机构运动三维可视化仿真是进行产品设计和分析的一个有效手段.介绍使用3D STATE的3D引擎技术进行机构运动三维可视化仿真,包括机构运动仿真时三维场景的建立和仿真程序的实现.初步研究表明,该方法具有场景设计直观灵活的特点,基于3D引擎技术便于机构运动仿真软件的可视化界面的快速开发.