航天员舱外活动计算机动态仿真

详细阐述了应用计算多刚体系统动力学仿真航天员舱外活动EVA（Extra Vehicular Activity)的步骤，介绍了多刚体统系动力学的中Kane方法的基本原理，分析了Kane方法应用在EVA仿真中的可行性，介绍了反向运动学和反向动力学的基本概念，选取STS-63飞行中的一次任务，在对其进行适当简化的基础上，建立了航天员7节段6自由度的人体模型，利用Kane方法和反向运动学和反向动力学对模型进行了求解，对结果进行了分析，并得出结论。     

训练用舱外航天服压力与通风供氧仿真设计与实现

训练用舱外航天服是航天员地面训练的重要设备之一.其中压力与通风供氧仿真是训练用舱外航天服研制成功地关键技术之一.详细介绍了压力与通风供氧仿真的设计与实现,最后通过实验验证设计与实现的正确性,成功模拟了舱外航天服使用环境中压力与通风供氧.     

基于Kane法的五杆式人机合作机器人动力学分析及仿真

人机合作机器人(Cobot)是一种新型的机器人,它可以和操作者在同一作业空间内直接协同作业.以Kane方法和五杆Cobot的运动学为基础,以机座关节所连的两个运动杆件的角速度作为广义速率,推导出各杆质心的偏速度和各杆的偏角速度,进而推导出五杆Cobot自由模式和约束模式时的动力学方程.利用MATLAB进行了数值仿真,仿真结果表明,该机器人具有被动和约束的特点.该动力学方程可以应用于Cobot的控制特性分析、仿真等方面.     

基于Simulink的航天服便携式生保系统仿真研究

探讨了基于Simulink的航天服便携式生命保障系统建模与仿真方法。采用集总参数法建立了能够计算温度、湿度、CO2浓度等参数的生保系统仿真模型。针对美国现有的舱外航天服生命保障系统建立了瞬态仿真模型,并进行仿真研究。分析仿真结果表明,建立的仿真平台能够较好地预测航天服便携式生保系统的运行状况。建立的模型,具有模块性和通用性,易于扩展,对我国航天服生保系统的研制与优化具有借鉴意义。     

并联机器人动力学问题的Kane方法

以Kane方程为基础,从并联机器人的运动学角度出发,分析各个驱动杆件及运动平台质心点的速度、加速度间的关系,选取运动平台中心点的速度和角速度分量为广义速率,推导出并联机器人的动力学方程,最终给出动力学问题的仿真实例,为并联机器人的控制提供理论基础。该方法不需要求解关节处的约束反力,不需要求导运算,因此便于机器人动力学控制。     

"船舶-双水舱"减摇系统设计及仿真

减摇水舱是一种广泛使用的船舶横摇减摇装置,由于船舶的空间非常宝贵,水舱体积不能太大.为了在船舶不同装载情况下达到满意的减摇效果,考虑安装两个固有频率不同的U型减摇水舱.针对这种情况,采用频率法结合实际船舶的布局条件,设计了双水舱减摇系统.对双水舱减摇系统和船舶原设计的单水舱的减摇效果进行了仿真对比,结果表明:在减摇性能上双水舱减摇系统优于单水舱,并且可以兼顾船舶的纵倾.     

可控被动式减摇水舱的建模与仿真

通过对气体的受力分析，推导了气阀的控制方程。在查德惠克U型被动式减摇水舱理论的基础上，建立了“船舶一可控被动式减摇水舱”系统的数学模型。研究了气阀最佳控制策略的理论依据，并运用常规控制策略和最佳控制策略对规则波和不规则波作用下的“船舶一可控被动式减摇水舱”系统进行了仿真研究。仿真结果表明，采用最佳控制策略对气阀进行控制，能够取得理想的减摇效果。可控被动式减摇水舱只要控制气阀的时机得当，在非谐摇区尤其是低频段区域能有效地减小船舶的横摇运动，比被动式减摇水舱有更宽的减摇范围。     

基于活动重叠的随机活动网络时间费用模型仿真研究

活动重叠是压缩项目工期的手段之一,也是并行工程思想的重要体现。针对活动重叠模式特性进行了深入分析,在重叠机理研究的基础上,运用仿真工具分析了活动重叠条件下的时间费用模型。通过对仿真结果的分析,将活动重叠时的时间费用交换问题与活动压缩时的时间费用交换问题统一起来。     

基于攻防对抗仿真的防区外导弹作战效能研究

采用攻防对抗仿真的方法对防区外导弹的作战效能进行研究.按照基于攻防对抗效能评估方法的步骤,对防区外导弹攻防对抗战场环境进行了想定,建立了各个模块的模型,开发了仿真软件,并进行了大量仿真试验,不仅复现了攻防对抗战场过程,而且可以在攻防对抗的不同层次、不同模型粒度、武器系统的不同生命阶段,对各种不同的作战方案等进行武器系统的效能评估,充分表明了基于攻防对抗仿真的防区外导弹作战效能评估方法的优越性.     

基于统计同步算法的计算机外时钟同步系统设计与仿真

重点研究了基于统计同步算法的计算机外时钟同步系统的设计问题。首先对网络延迟进行测量，并得出网络延迟的对数正态分布的统计模型。然后，提出了一种PCS算法性能的软件仿真检验方法，并利用该方法对PCS算法的同步精度与概率性能进行仿真检测。结果表明，基于PCS算法的外时钟同步系统是可行、有效的，能较好地满足实际系统在同步精度与概率性能两方面的要求。     

基于虚拟现实的太空操作仿真技术研究

为了降低现有地面设备在训练航天员操作效果方面与实际太空操作的较大差异性,提出一种新的训练手段-基于虚拟现实的太空操作仿真,分析其意义、研究内容,讨论实现方法,给出虚拟现实实现系统原理和仿真流程图并作简单分析,构建太空操作仿真的原型系统和试验基础平台。最后通过实例验证该系统及其仿真方法的有效性和实用性。     

计算机符号推演模型分解方法研究与应用

研究了利用计算机代数符号推演功能对复杂系统数学模型进行分解的有关理论和方法。通过引入中间变量,利用表达式分解和封闭分解,实现了采用模型分解方法对复杂系统数学模型进行计算机符号推导。针对航天多刚体系统数学模型,基于Kane动力学方程,建立了适用于符号推导实现的计算机模型,生成了相应的仿真子模块。     

基于仿真实验的联合作战能力评估方法初探

分析了现有作战能力评估方法的不足与局限性,以仿真实验评估方法作为联合作战能力的评估方法,阐述了该方法中评估指标体系的构建、联合作战想定空间的选取、联合作战仿真模型体系的构建与选取、仿真实验结果的统计分析以及联合作战能力影响因素分析等关键内容。基于仿真实验的联合作战能力评估方法实用性和可操作性强,对分析、评估联合作战能力具有重要参考价值。     

6-PUS/UPU并联机器人动力学建模及仿真

对提出的一种新型6-PUS/UPU 5自由度并联机器人进行了动力学建模与仿真研究。首先利用凯恩方法对并联机器人进行动力学分析,然后Pro/E软件对并联机器人进行了建模,最后利用Adams系统仿真软件对并联机器人进行了运动学和动力学仿真,并对凯恩动力学模型算出的驱动力与Adams仿真测出的驱动力进行比较,比较结果表明实体模型和动力学模型的准确性,并为优化动力学模型参数提供了有效的方法。     

基于格子Boltzmann方法的建筑自然通风仿真

为了研究建筑内自然通风条件下的气流流动规律和预测气流分布状况,在建筑流场低速不可压假设下,构建建筑自然通风的格子Boltzmann二维仿真计算模型,把整个建筑流场分为室内区域和室外区域;对于低雷诺数情况,提出了基于D2G9的建筑流场LBM仿真模型;对于高雷诺数建筑流场,提出了建筑流场LBM-LES仿真模型;对建筑平直墙壁用反弹格式,而对于弯曲墙壁采用曲边界格式。最后使用该方法分别计算雷诺数Re=500和Re=5000自然通风建筑流场的气流分布,并把该模拟结果和Fluent 6.1软件模拟结果进行了对比分析,证明该方法是一种行之有效的建筑流场仿真方法。     

基于dSPACE的车辆起步控制策略硬件在回路仿真

基于dSPACE软硬件,应用matlab/simulink系统建模方法,搭建了车辆起步控制的硬件在回路仿真平台;针对车辆起步控制系统存在的非线性、时变、多参数等特性,提出了对离合器和油门进行协调控制的分级模糊控制方法;利用推理法编写了单片机的模糊控制程序;基于上述平台,详细调整了各级模糊控制规则,并进行了起步控制的硬件在回路仿真实验;结果表明,该方法能够满足实时性要求,并具有良好的控制效果。     

航天员交会对接模拟训练仿真关键技术研究

交会对接飞行任务中,需要建立手控专项训练器对航天员进行训练.针对任务背景需要,研究建立了对接训练仿真中关键的轨道动力学模型、控制机构模型、测量机构模型以及GNC模型;进行了模型误差、解算误差和响应延迟等引起的天她—致性仿真偏差分析探讨,提出了解决方法.应用文中模型和误差解决方法建立的训练系统,分别进行了自主和人控模式下试验,结果表明满足训练设计指标要求,可作为工程实现重要参考.     

HLA架构下数值仿真与视景仿真集成方法的研究

以国产CZ系列运载火箭为研究对象,开发了基于HLA体系架构的全数字飞行仿真系统.通过建立运载火箭控制系统的数值仿真模型,围绕"模型实时驱动"这一核心功能设计了运载火箭全数字飞行仿真系统的框架结构并对其实现方法进行了描述,开发了Matlab-RTI中间件和OGRE- RTI适配器,较好地解决了数值仿真与视景仿真在HLA体系中的集成并保证了系统的实时性.应用集成方法完成的火箭飞行仿真系统已应用于西昌卫星发射中心的测发训练中,取得了较好的应用效果.