飞行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，设计和实现了含小型行车实体，运用多媒体技术笔三维实时动画仿真相结合的计算机仿真系统。     

基于dSPACE的微型核仿真验证系统

为验证微型核原理样机软/硬件实时性能,采用dSPACE实时仿真器建立以微型核为核心的实时仿真验证系统。针对搭建微型核实时仿真验证系统的要求,重点解决了如何用dSPACE仿真器模拟外部实时仿真环境,以及微型核CAN总线和dSPACE仿真器RS232串口之间数据转换的难题。在系统成功建立的基础上,进行了小卫星姿态控制全模式实时仿真,完成了对微型核实时软/硬件性能的测试。仿真结果证明了本仿真验证系统软/硬件结构的正确性。     

空间操作任务的分布式仿真系统

针对非合作目标抓捕、在轨维护、空间装配等复杂空间操作任务的地面验证需求,构建一套分布式仿真系统,主要由后台仿真模型、前端视景演示系统和前端主控制器组成。为实现不同建模工具或编程语言之间的多学科模型耦合与交互,引入FMI(functional mock-up interface)标准进行系统集成,提高了系统的模块化程度、通用性与可移植性。为充分利用计算资源、提高仿真效率,分布式部署仿真子系统与模块,利用DDS(data distribution service)通信机制实现高效、可靠的数据交互。双臂空间机器人抓捕非合作目标的演示案例表明,该仿真系统能够高保真模拟从远距离导引到近距离操作的全过程,满足实时仿真的要求。     

SAR对地面车辆目标探测能力仿真系统研究

为了更有效评估合成孔径雷达(SAR)系统对地面目标的检测、识别性能,分析、衡量地面目标生存能力,根据SAR对地面目标探测的基本原理,结合计算机仿真技术,设计并开发了机载/星载SAR对地面车辆目标探测能力仿真系统。该系统通过对多种杂波背景下车辆目标原始回波的模拟,实现了多种算法的目标成像、双参数CFAR检测以及目标识别处理,进而实现对场坪/公路上固定或慢速运动车辆目标的检测及识别概率计算,由此进行车辆目标生存能力的评估。给出了仿真系统的总体架构和各模块的功能原理,并用仿真实例进行验证。     

可视化分布式自主深空探测器系统仿真

系统仿真是深空探测研究中降低风险和生产成本的有效手段之一,基于计算机三维实时动态显示技术以及分布式仿真技术,设计了可视化分布式自主深空探测器系统仿真体系结构,引入指令执行区间和加锁等待机制解决多线程间的协同。并以探测Ivar小行星为例,对其全过程进行了仿真,证实了此设计方案的可行性。为下一步深空探测研究的相关技术验证提供了一个初步的平台。     

SST-I分布式航天器实时仿真系统

根据现代航天器动力学及控制系统仿真的需要,提出了一个基于dSPACE、Vxworks和xPC平台的分布式航天器实时仿真系统方案。整个系统由一套dSPACE和数台xPC、Vxworks实时机组成,dSPACE提供了丰富的I/O接口用于与航天器星载设备进行连接,xPC用于对各种星载设备和有效载荷以及动力学模型的仿真,Vxworks用于运行各种成熟的传统仿真程序。动力学、控制仿真程序的开发大部分基于Simulink,极大的缩短了开发周期。系统通信总线基于以太网QoS技术,实现了可靠的实时数据通信,整个系统的总通信带宽可以随系统中计算机的数量扩展。系统内的时钟同步信号由dSPACE系统统一生成。对系统的实时性能进行了分析,结果表明该系统可以满足航天器分布式实时仿真的需要。     

油田多岗位协同操作虚拟仿真培训系统研究

针对油田多岗位员工培训与协同操作的实际需求,研究油田多岗位协同操作虚拟仿真培训系统.给出了系统开发模式和架构,通过用户感知环境获取数据信息进行自主决策,利用碰撞检测处理仿真用户和设备的交互操作.设计了协同仿真策略及网络通信协议,采用房间管理保证组内场景实时一致、组间场景独立,提供非真人控制角色功能支持单用户体验模块.提...     

无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术,以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术,以及课题组在自主决策上开展的相关工作;提出了无人集群博弈对抗的发展方向。     

多指手抓取操作的仿真

本文分析了多指手仿真的基本任务，提出适合多指手的仿真系统结构，构造了一个基于微机的多指手仿真系统；该系统提供了能够在微机上运行的、交互式、具备动画显示功能的图形仿真工具；设计了友好的人机交互界面；同时本文对多指手的力规划、运动规划和姿态选择等问题作了详细的讨论；最后对多指手装配进行了仿真     

TranSimSEIT工业过程仿真系统操作站的设计与实现

首先介绍了基于分布式对象仿真的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／Ｉｎｔｒａｎｅｔ系统体系结构,然后详细介绍了Ｔｒａｎ┐ＳｉｍＳＥＩＴ系统中操作站的面向对象设计与实现过程。     

目标监视绕飞导引方法研究

针对空间非合作目标近距离监视机动飞行,在给出视线坐标系中两航天器的相对运动数学模型的基础上,建立了跟踪飞行器的轴向轨控发动机模型,提出了直接以发动机产生向心力对目标进行绕飞的控制方法,并完全利用跟踪飞行器上光学相机所提供的观测信息,设计出一种在绕飞面控制视线转率为非零常值,同时在纵平面辅以比例导引的制导方法,使跟踪飞行器能在以目标为中心的近圆相对轨道上飞行.讨论了该方法下可实现绕飞的条件,给出了控制方法,通过数学仿真,验证了该方法的可行性.     

支持联合作战的UAS通用地面控制站研究

未来信息化战争形态是网络化、空天地一体化联合作战。首先对支持联合作战的无人机系统通用地面控制站总体方案进行设计;然后对通用地面控制站的各功能模块和逻辑结构进行描述,着重介绍了战术控制组件功能模块和逻辑结构;给出了基于通用地面控制站进行联合作战的两种基本作战模式——控制权切换和多用户多无人机协同。最后实现了通用地面控制站支持下多无人机——多地面站——多作战单元联合作战仿真,并对进一步研究进行了展望。     

集装箱码头物流运营系统通用性仿真建模共性抽象研究

共性抽象是通用性仿真建模的必经过程和基础。提出一种创新的共性抽象方法为基于离散事件动态系统的集装箱码头物流运营系统通用性仿真建模提供一个较为清晰的全貌、框架和体系。首先以辩识该系统仿真建模的关键性问题为突破,构建共性抽象的对象和核心元素;继而通过高度提炼和概括,抽象通用性的基本属性和特征,并建立相应的基于离散事件动态系统的人为规则;然后按照人为规则将共性抽象的基本元素抽象为逻辑元素和实体元素,并设计为相应的标准化图例集以系统地描述共性抽象,既可提供给程序设计人员对程序逻辑进行建模,也可提供给非程序设计人员对业务过程进行建模;最后通过对洋山深水港一期集装箱码头仿真实验,验证所提出的共性抽象方法的有效性。     

基于资源管理联邦的联合作战仿真平台研究

针对复杂综合战场环境中联合作战仿真资源协同和作战仿真任务动态生成等特点,提出了基于资源管理联邦(Resource Management Federation,RMF)的联合作战仿真平台结构,重点讨论了资源管理联邦的设计原理.资源管理联邦与对等的仿真联邦间构成了层次联邦结构,在HLA的范畴内实现了综合战场环境中资源的统一管理以及作战仿真联邦FOM和SOM的动态生成,并成功运用于导弹联合作战仿真系统中.     

增强型近地警告系统前视预警算法设计与仿真

增强型近地警告系统(EGPWS)是重要的航空机载安全系统.针对EGPWS中的重要组成部分-前视预警模块的组成框架、地形库设计、报警算法进行了研究.完成了基于正方形网格建模方法的地形数据库的设计,建立了前视预警的数学模型,重点推演了直接判断法的预警算法及其基于二次数据缓存技术的改进算法.以高逼真度飞行仿真软件FLSIM为工具,设计并实现了EGPWS仿真系统.仿真试验结果表明,所研究的前视预警算法快速、可靠,能满足增强型近地警告系统的设计需求.     

地空导弹制导控制系统仿真设计、验证和确认

地空导弹制导控制系统仿真,贯穿制导控制系统研制的全部过程.仿真软件的设计、验证和确认关系到仿真的合理性、正确性和高效性.主要从工程应用角度出发,采用模块化软件设计思想,选择Fortran和Matlab∕Simulink仿真工具混合编程, 简化数学模型、统一计算步长,初步完成仿真软件的设计.在此基础上,核查全套程序,初步判断计算结果的正确性,然后进行手工复算、功能检查来验证(Verification)模型,最后分别通过仿真结果与实际飞行试验结果相比较的主观方法和Their不等式系数法(TIC法) 、秩和检验法的静态一致性检验以及功率谱估计法的动态一致性检验的统计检验方法来确认(Validation)模型,从而较好地解决了仿真软件的设计、验证和确认问题.     

复合系统理论在联合作战中应用的研究

介绍了复杂系统理论及复合系统理论，运用复合系统理论分析了联合作战的作战能力量化问题。提出了将联合作战中武器装备打击能力、机动能力、防护能力、信息能力、保障能力作为组合系统序参量，通过计算序参量的有序度及复合系统协调度来研究与量化联合作战的“联合增效”作用，由此量化出联合作战部队的综合作战能力。     

模糊控制在聚合反应釜中的应用及仿真研究

根据聚合反应釜的大惯性,大滞后特性,用传统的PID控制,模糊PID控制、分段模型控制和史密斯－模糊控制进行仿真研究,最后得到理想的史密斯－模糊控制方法。     

自主式水下潜器虚拟仿真系统研究

基于软件平台MultiGenCreatorPro和Vega开发出自主式水下潜器(简称AUV)虚拟仿真系统。论述了仿真系统体系结构、信息流、AUV运动模型与空间一致性方法;介绍了数据交换方式、主要的仿真功能、实时视景生成与显示技术;给出了AUV基于路径规划的三维仿真结果。结果表明,该仿真系统结构合理可靠,采用的运动模型和仿真算法满足了系统仿真的实时性要求,可逼真地演示AUV的自主运动过程。该仿真系统作为演示并验证AUV自主能力与动态控制方法正确性、有效性和实用性的先进手段和科学方法,已得到实际应用。     

Adaptive fuzzy sliding mode control for robotic airship with model uncertainty and external disturbance

An adaptive fuzzy sliding mode control (AFSMC) approach is proposed for a robotic airship.First,the mathematical model of an airship is derived in the form of a nonlinear control system.Second,an AFSMC approach is proposed to design the attitude control system of airship,and the global stability of the closed-loop system is proved by using the Lyapunov stability theorem.Finally,simulation results verify the effectiveness and robustness of the proposed control approach in the presence of model uncertainties and external disturbances.