基于虚拟样机的装备故障灵敏度分析及参数阈值获取

作为常规主战陆基武器的火炮，目前在战争中仍然起着不可替代的作用。首先分析了火炮后坐动力学过程和典型故障因素，概括了表征火炮工作性能的三个指标和工作准则。基于ADAMS建立了用于仿真火炮故障的虚拟样机模型，仿真结果与试验数据对比说明了虚拟样机建立的准确性。利用相对灵敏度分析获得各典型故障因素对火炮工作性能指标的影响程度，解决了具有不同量纲的故障因素影响性能指标的比较难题。根据火炮极限射击条件，利用虚拟样机仿真获得了典型故障参数的变化阈值，为火炮预防性维修和精确化保障奠定了基础。最后，展望了下一步工作重点和虚拟样机技术在武器装备仿真领域的应用前景。     

基于MCMC方法的虚拟试验贝叶斯校准研究

虚拟试验利用计算模型研究复杂物理过程,并预测其性能.计算模型输入参数中通常包含部分固定但未知参数,可利用计算模型结果和少量有限的试验数据校准未知参数,并研究存在建模不确定性时虚拟试验的预测问题.提出了一种贝叶斯统计方法,采用高斯过程为仿真计算模型以及模型不确定性建模,利用Markov chain蒙特卡罗抽样方法计算校准参数和仿真模型预测后验分布.设计测试算例演示所提出方法的高效性.     

地面火箭试验系统虚拟样机建模与分析

以某种地面火箭试验系统为物理样机原型，在高性能工作站上建立了对应的虚拟样机试验系统，进行了地面火箭系统虚拟试验方面的研究工作，使用5级路面谱进行了系统的虚拟试验，获得了该数字系统模型较为完整的虚拟试验数据及其结构对性能影响的数据，为基于地面火箭试验系统的物理设计提供必要的基础技术支持。     

战斗部虚拟试验贝叶斯假设-检验验证方法

虚拟试验利用大型数值模型研究难以进行试验的物理过程,其结果用以指导各项决策,因此必须对虚拟试验进行验证.分析试验过程中存在的各种不确定性,比较数值模型预测值与模型确认试验测量值,度量数值模型描述与预测物理系统的能力.采用贝叶斯因子结合模型数据与试验数据,衡量数值模型误差是否显著,检验数值模型是否有效.应用战斗部虚拟试验验证实例演示本文的方法.     

破坏性试验的虚拟复现

采用动力学仿真软件ADAMS虚拟复现了某破坏性试验的全过程,得到了相关难于测量的关键设计参数数值,采用有限元分析软件ANSYS对零部件进行破坏原因复核,分析结果与试验现象、断裂力学理论分析结论一致,进而确认了破坏性试验虚拟复现的正确性、有效性。     

战斗部虚拟试验多级模型集成方法研究

弹药虚拟试验预测模型建模过程需多次调用数值仿真模型,对于运行耗时的大型三维计算模型将面临严重的计算复杂性问题.当计算模型存在多种精度时,提出一种基于自回归模型的预测模型建模方法,可集成多种精度的计算模型,以较少高精度模型和较多低精度模型分别获取训练样本,建立效率与精度平衡的贝叶斯预测模型.设计某型中小口径穿甲弹穿甲威力虚拟试验算例验证该方法的高效性.     

基于体积成形的虚拟试验体系

重点提出了基于金属体积成形的虚拟试验体系的功能特点、集成模型以及各项计算机辅助技术在塑性产品开发中的作用，及基于网络实现集成与数据交换、协同工作的理论与方法。针对现状，提出金属体积成形的虚拟试验体系模型，重点阐述各个部分的实现方法；对其中涉及到的关键技术进行讨论，并通过比较前人的实现方法，进行一定的改进；最后，通过简单的楔横轧虚拟试验进行初步验证其可行性。     

基于虚拟样机技术的某型火炮射击精度分析和优化研究

首先建立了反映火炮射击特性的动力学模型和虚拟样机，介绍了灵敏度分析法和广义简约梯度法。定义了基于空间的归一化炮口初始扰动表征射击精度，通过引入相对灵敏度分析方法，基于虚拟样机研究了结构参数对火炮初始扰动影响的规律和显著程度，解决了具有不同量纲的结构参数影响比较难题。通过研究发现，后坐部分质量左右偏心、后坐部分质量上下偏心、高低机刚度、大架刚度和高低机阻尼是影响火炮初始扰动的重要结构参数。利用广义简约梯度法优化了上述对火炮初始扰动有重要影响的结构参数，优化结果表明该型火炮具有较大设计改进空间，说明了虚拟样机技术在武器装备设计和研制领域应用的可行性和优越性。最后，展望了虚拟样机技术在武器装备工程领域的应用前景及下一步工作的研究方向。     

基于灵敏度的模拟电路测试参数分析

介绍了一种提取电路最佳可测性参数集以诊断电路故障的新方法。利用灵敏度法分析了电路中故障元件和可测性参数之间的关系,推导出由电路可测性参数表示的故障元件容差最大值和最小值的表示式,得到诊断故障元件的最佳可测性参数,最后利用数据优化算法得到电路故障诊断的最佳可测性参数集。利用所介绍方法分析了一个低通滤波器电路,得到诊断该电路故障的最佳参数集。由于只需较少的可测性参数即可完成电路的故障诊断,因此本方法不仅计算简单,而且可有效地缩短测试时间和降低测试成本。     

虚拟现实在坦克机动性虚拟试验中的应用技术研究

长久以来坦克的实地试验耗费人力物力巨大,虚拟试验的引入解决了这个问题。主要研究了虚拟环境中军用车辆特别是坦克机动性虚拟试验时动力学模型的建立,建立了虚拟环境下坦克的实时动力学模型,并且描述了整个虚拟试验视景仿真系统的组成及其实现过程,通过对模型的实际检验说明坦克机动性虚拟试验可以很好的模拟坦克的实地机动性试验。     

虚拟试验设计中的序贯极大熵方法研究

针对包舍计算耗时仿真模型的虚拟试验预测模型建模过程，提出了一种序贯极大熵试验设计方法。通过调整高斯先验过程协方差函数，在预测模型误差较大区域序贯地增加新试验点，合理权衡试验点数目与预测模型精度。设计数学算例演示了序贯极大熵试验设计方法的效率，并证明优于一步法，适用于虚拟试验预测模型建模。     

基于Web的数字电子虚拟实验系统平台

介绍了一个基于Web的数字电子虚拟实验系统平台.该系统平台给用户提供了具有真实感的实验环境、方便快捷的操作功能以及全面强大的仿真功能.系统提出并使用分段仿真机制以及电路状态保存机制,解决并实现了数字电路实验中的连续仿真过程.该数字电路虚拟实验系统(ECVlab)已经在浙江大学等院校本科教学中投入试用,取得了良好的成效.     

武器自动机虚拟试验技术研究

在对自动武器进行靶场试验时,自动机运动参数及射击频率的测试是很重要的一个内容。以动力学仿真软件ADAMS为仿真测试平台,以导气式自动武器为研究对象,针对这一类武器的工作特点,对自动机虚拟试验技术进行了研究,解决了从工作载荷生成到武器单发、连发动作仿真控制等一系列关键问题,从而为武器自动机虚拟试验技术提出了一套系统的解决方案。最后通过对某一型号武器自动机的运动参数测试,证明了该方案的可行性。     

在线修正虚拟仿真预测的遥操作机器人系统

带虚拟仿真预测系统的遥操作机器人在核电站等复杂环境中作业时,可能会出现虚拟仿真机器人与实际机器人的工作状态不同步,从而导致影响操作者判断,发出错误指令。研究了一种基于在线修正虚拟仿真预测算法的遥操作机器人系统。主端虚拟仿真预测系统建立了从端环境及机器人的虚拟模型,根据操作者命令对从端机器人的状态实时预测,同时根据从端现场检测到的机器人状态对虚拟机器人进行在线修正,以保证虚拟仿真预测系统与从端机器人工作状态同步。实验结果表明：主端虚拟预测平台能够实时预测出从端工作状态;当从端机器人未能按照指令运动时,主端虚拟场景也与从端的工作状态同步。