基于HLA的仿真系统模型研究

在基于HLA的仿真系统开发中,设计和建立HLA仿真系统的各种模型是促进仿真互操作和仿真组件重用的关键过程,模型问题是整个HLA联邦开发的核心问题。在提炼了HLA仿真系统建模过程的基础上,提出了改进的基于HLA的仿真系统开发模型体系,并总结了概念模型、对象模型和仿真模型的开发方法和过程,为各模型的快速、规范化开发打下了基础,并能够缩短基于HLA的仿真系统的开发周期,提高建模与仿真的效率。     

用于控制系统研究的300MW机组锅炉动态模型

依据系统机理推导了300MW机组锅炉的动态模型.模型的输入为给水阀开度、汽机调门开度、燃料量、给水温度;输出为汽包压力、汽包水位、蒸汽流量.模型中各系数与运行工况有关,可根据当前的汽包压力、锅炉物理结构数据及水蒸汽性质得到.该模型反映了实际系统的时变性及非线性,可用于基于模型的锅炉控制算法的研究,也可用于火电站实时仿真机上.     

一种基于MDE的形式化组合建模仿真方法

大规模的联合建模与仿真迫切需要提高模型及仿真的可组合性.针对实现可组合仿真的主要问题,分析并提出了基于不同抽象程度的组合仿真的层次化功能结构模型.结合MDE模型驱动工程的设计思想,应用形式化建模的相关方法和π语言,提出了覆盖可组合仿真系统设计整个生命周期的一整套开发方法.同时,建立了基于MDE的模型映射机制,实现了基于一系列工具支持的不同模型之间的相互关联和转换,并在某大型分布式仿真系统开发中得到了应用.     

基于元模型的复杂系统建模方法研究

提出了基于元模型的复杂系统建模方法。并且给出了它的实现方案。以此为基础，实现了一个原型系统的元模型实例－－复杂系统模型，将这种元建模技术于复杂系统信真平台中系统模型的建立，可以使构成复杂系统的各子系统模型在比模型更高的层次上进行集成，从而加速了复杂系统仿真仿真的设计，开发和实现。     

定性组合建模技术研究与实现

自动建模是定性仿真领域新的研究方向，其目标是寻求自动创建定性模型的有效方法。针对这一目标，提出了面向对象的组合建模技术思想，使用对象描述模型知识；提出模型饭设的分层描述机制，并建立了模型片断库的结构模型；在模型假设研究的基础上，提出基于关联推理的组合建模算法；此外，建立了组合建模与仿真的框架模型，实现了相关的建模与仿真算法。     

核动力蒸汽发生器水位动力学特性仿真与分析

利用核动力蒸汽发生器(SG)的数学模型和Mathlab的Simulink仿真工具建立了SG水位动力学特性的仿真模型。应用该仿真模型对几种典型的反应堆运行功率下SG水位动力学特性进行了仿真计算。SG水位动力学特性的仿真分析包括不同反应堆运行功率时给水流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析和蒸汽流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析。结果表明,仿真模型准确描述了给水流量扰动、蒸汽流量扰动以及反应堆功率变化对SG水位动力学特性的影响,并正确描述了SG运行中的逆动力学效应。利用该模型可以对SG水位动力学特性进行精确的分析。     

基于MDA的多层次框架式组合建模仿真方法研究

大规模的联合建模与仿真迫切需要提高模型及仿真的可组合性,组合仿真研究已成为目前仿真界的研究热点之一。通过深入分析组合仿真问题的层次性特征,建立了层次化的组合仿真参考模型。在借鉴MDA方法的基础上,通过提升模型抽象层次、分离建模仿真过程中的关注点,形成多层次的组合建模仿真框架,并基于模型映射机制建立了不同框架之间的约束关系。     

地面防空兵网上训练系统的建模与仿真

军事训练网络化是提高技术条件下部队训练的一个发展方向 ,是提高部队训练水平的重要途径。系统基于网络化训练环境 ,提出了地面防空兵网上训练系统的设计思路和仿真模型的建立方法 ,在模拟实战的条件下 ,可进行地面防空作战效能的对抗仿真评估 ,为训练人员评判和优化部署方案提供依据 ,最后给出了应用实例。系统可为地面防空作战的网上建模与仿真研究提供借鉴与参考     

基于多种软件平台的卫星动力学仿真研究

卫星工具包STK(SatelliteToolKit)只能对自身的模块化方案进行验证和演示。引入了三维建模技术和可视化技术,并基于STK和Matlab的无缝连接,研究建立卫星动力学仿真系统。该仿真系统采用建模软件LightWave建立卫星三维模型,利用STK/Matlab模块提供的接口功能,开发新的轨道与姿态控制模块,为用户定制的轨道与姿态控制方案提供仿真、验证和演示。     

基于旋转角度的角色运动建模与控制

要创建深度沉浸的跑步竞赛虚拟环境,则必须建立逼真的虚拟人行为模型.根据跑步时人体四肢和躯干都在绕关节做重复旋转运动的特点,提出一种基于旋转角度的运动行为模型,用于计算人体运动时不同部位的位置,进而求解跑步运动行为.基于该模型开发了一个跑步仿真程序用来仿真虚拟人的跑步动作与姿态.根据该模型构建了数字娱乐划船器,通过三维模型数据的转化、运动者参数的实时采集、虚拟人运动参数的计算,实现了角色的控制.该建模与控制方法可用于网络健身游戏、虚拟人体动画、虚拟机器人的建模与仿真.     

大型飞行器六自由度仿真建模研究

以某型号大型飞行器为背景,提出了建立大型飞行器六自由度仿真模型的一般原则和方法,综合考虑了飞行器质心运动、绕质心运动、控制系统动态特性、发动机摆动惯性、推进剂晃动、弹性振动及它们之间的铰链耦合等因素对飞行器运动的影响,重新推导了质心运动和绕质心运动数学模型,建立了全量、全干扰、三通道、大姿态条件下时变非线性六自由度仿真模型,经计算机仿真及飞行试验证明该模型是正确的,比传统的三自由度模型更加完善、精确和有效。     

重型汽车制动器虚拟样机的建模与应用

为准确计算重型汽车鼓式制动器的制动效能因数,采用三维CAD绘图软件Pro/ENGINEER、有限元软件ANSYS、多体动力学仿真软件MSC.ADAMS,通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓非线性接触模块,建立了鼓式制动器的虚拟样机模型。应用鼓式制动器虚拟样机模型,对北京首钢重型汽车制造厂32t重型汽车的鼓式制动器进行仿真计算,仿真得出的鼓式制动器的制动效能因数,与试验测试结果基本相符。     

海浪实时建模与绘制技术研究

通过对国内外目前典型的海浪建模和绘制方法的分析与研究,提出了一种新的海浪模拟方法。该方法基于Gerstner-Rankine模型,引入了概率统计思想,采用视点相关的圆形网格,代替传统的普通网格完成海面高度场的采样,且能支持实时动态连续分辨率海浪表现的建模和绘制。运用此方法生成的海浪,既具有较高的真实感,又具有较快的绘制速度,满足了数字化海战场环境保障的需要。     

燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型

采用模块化建模方法开发了燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型.根据联合循环机组工作机理和特性,以质量、能量、动量平衡原理为基础,结合相关专业基础知识,论述了燃气顶循环和蒸汽底循环系统中主要设备和过程仿真模块的数学模型及建模思路,与热力系统中其它辅助设备仿真模块相结合,以深圳广前电力有限公司M701型燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了完整的联合循环机组热力系统机理性实时仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映参照机组热力系统的动态特性和全工况运行过程,整体模型运算稳定可靠,不仅可用于机组运行人员的仿真培训,还可为联合循环机组控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型.     

基于广义简约梯度算法的履带车辆模型参数修正

利用多体系统动力学软件RecurDyn建立了某型高速履带车辆的多刚体动力学模型。为提高模型的准确度,首先提出履带车辆动力学模型准确度静态和动态评价指标,使模型准确度量化;然后以模型主要参数为设计变量,以评价指标为响应进行归一化参数灵敏度分析,并根据分析结果确定模型修正参数;最后利用广义简约梯度优化算法分静态和动态两种工况对模型参数进行了修正。与实测值的对比结果表明,修正后履带车辆动力学模型的准确度明显提高,证明论文提出参数修正方法的可行性和有效性。该修正方法能够有效地提高履带车辆动力学模型的准确度和仿真结果的可信度,研究成果对履带车辆动力学建模与仿真工作具有重要的参考价值。     

波浪干扰下的AUV纵向运动建模与模型预测控制

针对近水面航行的AUV,研究了其波浪影响下定深控制问题。基于弗劳德—克雷洛夫假设(Froude-Krylov Hypothesis),采用切片理论计算AUV近水面运动中受到的随机波浪干扰力和力矩,并以此作为扰动项建立随机波浪作用下AUV纵向运动的线性化数学模型。采用模型预测控制方法进行仿真研究,使AUV的航行深度和俯仰角达到期望值。仿真结果表明:该方法能够有效提高AUV近水面航行过程中的抗波浪干扰能力,系统具有良好的动态性能。     

基于旋转角度的跑步运动仿真

提出基于旋转角度的方法仿真跑步运动.跑步时人体四肢和躯干都在绕关节做重复旋转运动,基于旋转角度的跑步模型根据各关节的旋转角度计算人体运动时不同部位的位置,进而求解跑步运动行为.根据该模型提出一种跑步运动仿真方法/程序,该方法可以用于跑步运动仿真和提供建模所需的人体部位的位置数据,因而可缩短建模周期.用一个慢跑仿真案例示例了该方法的仿真过程.     

数字闭环光纤陀螺建模与仿真研究

建立了数字闭环光纤陀螺的动态模型和随机模型。通过合理的近似,非线性动态模型简化为线性离散模型。设计了闭环数字控制算法,对光纤陀螺的动态响应进行了仿真。在随机建模中,运用不同的随机过程来模拟各种随机噪声,采用正交小波变换的方法来模拟1/f噪声,用白噪声一次离散积分的方法来模拟速率随机游走噪声,用一阶马尔可夫过程或指数相关随机序列来模拟指数相关噪声。进行了随机仿真,并用功率谱密度和Allan方差分析的方法对随机模型和仿真结果的有效性进行了验证。     

机枪系统虚拟样机建模及仿真分析

以某大口径机枪系统为物理样机模型，对联合CAD建模软件Pro／E和动力学仿真软件ADAMS对其进行动力学仿真时的模型传递方法进行了研究，并以此在仿真环境中建立了机枪系统的虚拟样机模型。然后对机枪的自动机动力学和供输弹机构的运动进行了仿真分析，将仿真结果与试验数据进行了比较，并对工作弹簧进行了参数化设计。这证实了将虚拟样机技术引入自动武器研制领域的可行性，并为进一步的仿真工作奠定了基础。     

可视球面海浪建模与绘制

大规模海浪的快速建模和绘制是目前的研究热点,如何建立球面海浪模型和对可视球面海浪区域进行多分辨采样,是在数字地球平台上实现大规模海浪实时模拟的关键。为解决此问题,结合现有算法,考虑球面曲率影响,提出了球面海浪模型,以及相应的屏幕细分算法和海陆判断算法,解决了球面海浪模型存在的高纬度"压缩"现象,将计算和绘制限制在视点相关的可视球面海浪区域。实验表明,该方法适合大规模海浪仿真,其绘制效果逼真性好,速度快,能满足交互应用的需求。