石油井下工具虚拟设计仿真平台的实现

通过研究石油井下工具生产工艺和结构特点,提出了面向对象,特征化、参数化、模块化的数字模型建立方法.结合三维造型软件SolidWorks和可视化的编程工具Visual Basic 6.0,开发了"石油井下工具虚拟设计仿真平台",提供了井下工具的模型建立,模型装配、有限元分析、仿真等基本操作和计算.将程序的集中控制能力、数据库的集成管理能力和三维虚拟设计仿真相结合,实现了井下工具初步设计阶段产品模型的信息化集成设计与管理.     

三轴虚拟转台的仿真平台设计与实现

针对三轴虚拟仿真转台系统中的仿真平台单元，结合虚拟现实与可视化技术、数据库和网络等技术，并通过VC 软件开发平台和软件组件设计思想，提出并建立起三轴虚拟转台的仿真平台软件系统(VFMS—SP)。仿真平台软件系统的实现，除了可为三轴真实转台系统提供性能预研的开发平台外；它还可用于转台集散控制系统中，作为实时显示真实转台运动及其仿真结果分析的一个子终端。     

虚拟装配仿真平台的研究与实现

虚拟装配是虚拟现实领域中一个新的研究方向。本文从虚拟现实技术的角度出发,讨论了在设计一个虚拟装配平台时所要涉及到的一些关键技术和解决办法,包括虚拟装配平台的装配关系表示、装配对象管理、实时碰撞检测等问题。最后本文还展示了用该原型系统完成虚拟装配操作的一个实例并分析了该系统有等进一步完善之处。     

层次约束关系不变的虚拟拆装模型及其VRML实现

通过对实际装备拆装和复装过程的深入分析,提出了一种层次约束关系不变的层次交互式虚拟拆装模型(hiVMM),分析了模型应该支持的六种原子操作.由于模型保持了装备树的层次结构,使得装备模型在拆装或复装过程中保持了待拆装或待复装子部件的完整性,避免了平面式拆复装造成的混乱,使得拆复装操作更高效、灵活和自然.最后,在VRML环境下实现了该虚拟拆装模型原型,并利用软件空间传感器进行了测试,实验表明该拆复装模型是有效的.     

IP虚拟原型的设计与实现

参照美国劳伦斯国家实验室(LBNL)VINT虚拟网络测试平台的设计思想，从教学的角度提出了IP虚拟原型机的实现方法。按照Rational统一过程，使用可视化的UML建模语言，对系统的需求、分析、设计、实现、测试各阶段进行了详尽的描述，建立了许多网络元素的虚拟原型,IP虚拟原型机没有象VINT等专业化虚拟测试平台一样使用专用的数据格式，而是采用了通用的数据报格式和封装方法。本文还实现了异构网络中数据报分片重组功能，并建立了相应的虚拟原型。最后，我们通过同VINT的实验结果的比较验证了IP虚拟原型机的正确性；并在此基础上，用IP虚拟原型机作实验平台对数据报分片重组的一些结论进行了验证。     

虚拟样机可视化支撑平台的研究与实现

虚拟样机的开发过程实质上是一种基于模型的不断提炼与完善的过程。虚拟样机作为复杂的系统工程项目，强调的是资源的共享及团队的协同工作。而虚拟样机可视化支撑平台是虚拟样机支撑平台的一部分，其任务是支持建立包括武器装备虚拟样机协同设计、开发以及运行、评估全过程的可视化工具集。就研究开发武器装备虚拟样机可视化支撑平台中的协同可视化技术和框架的研究与实现进行了总结。     

虚拟自然环境计算模型的研究与实现

虚拟自然环境的构造方法是虚拟现实技术的重要组成部分。本文从气象、地形和水文三个方面给出了虚拟自然环境的快速构造方法,在此基础之上,提出了一种可以实时估算各种环境因素动态变化的计算模型。这种基于离散时间段的环境因素计算模型,既保证了虚拟自然环境的实时性能,又使环境因素的动态变化能够影响仿真实体的决策和运行,从而提高了系统仿真的逼真程度。     

液压设备虚拟样机设计平台研究

分析虚拟样机技术在液压设备设计中应用的可行性,开发出基于SolidEdge、Ansys、Matlab、Access等功能软件,能完成元件选型、二维系统原理图和工程图、三维模型图设计、辅助装配、性能仿真、三维虚拟产品网络发布等功能的液压设备虚拟样机设计平台软件,并将其应用于攀枝花钢铁集团公司液压中心柱塞式伺服液压缸试验系统设计,结果表明该平台软件能有效缩短开发周期、提高设计质量。     

基于TENA的虚拟试验实现技术研究

虚拟试验支撑框架研究是引领整个虚拟试验验证系统快速有效发展的核心,也是试验测试领域的研究重点之一。针对虚拟试验验证技术的应用背景,研究了美国国防部开发的试验与训练使能结构（TENA）,详细分析了体系结构框架及若干关键技术,重点包括TENA元模型,TENA中间件,TENA与HLA的关系。最后提出了采用TENA技术的虚拟试验验证技术的研究思路,并对虚拟试验验证使能支撑框架（VITA）中涉及到的共性技术和应用层面的关键技术进行了简要阐述。     

基于虚拟结构的卫星编队机动控制

针对某些航天任务在小卫星机动过程中需要保持编队构型,提出了利用虚拟结构解决三星编队机动控制问题。建立了虚拟结构坐标系,在机动过程中,三颗卫星视为一个虚拟刚体,保持编队构型。设计了虚拟结构的动力学和运动学控制器。动力学控制器包含编队队形反馈,实现对编队速度的控制。针对外加干扰,设计了姿态变结构控制器,利用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性。对三星编队机动进行仿真,实现了编队构型的保持,验证了方法的有效性。     

水稻植株虚拟生长可视化系统设计及其实现

将系统分析方法和数学建模技术应用于水稻植株的形态建成,通过对水稻形态数据的定量分析湘建了水稻地上器官形态几何模型,在此基础上设计了水稻植株虚拟生长可视化系统.整个系统由器官几何形态模型模块,生长模型模块,可视化控制模块、数据库和人机交互界面等组成.水稻植株三维形态是由各器官形态结构特征参数的几何模型来描述的.根据水稻器官几何形态参数,通过人机交互操作,采用vc++6.0和OpenGL标准图形库,在计算机上重构出水稻器官、主茎和植株群体的三维形态,具有较好的真实感.     

开放式虚拟环境实验平台的设计与初步实现

分析了具有通用性的开放式虚拟环境实验平台的所需功能的基础上,提出了平台的体系结构,并且详细介绍了此平台的核心部分----面向视景仿真的虚拟环境平台的结构以及实现过程中涉及到的关键技术:包括面向对象设计思想,自定义脚本技术,模型导入技术,碰撞检测技术等.采用面向对象的方法进行设计,利用第三方软件完成模型构建,以C++为底层开发语言,利用DirectX实现了虚拟环境的渲染,并对此平台进行了测试,将其应用于虚拟室内环境漫游.     

基于Internet的系统辨识虚拟实验平台设计

介绍了一种基于Java Applet及Matlab/Simulink技术构建系统辨识虚拟实验平台设计方案.该平台采用B/S模式,在浏览器上运行Java Applet客户端程序构成虚拟实验的操作平台,利用WEB服务器、虚拟实验服务器(VLab)及Matlab/Simulink,共同构成实验信息发布、实验数据传输和实验对象模型辨识三者合一的系统辨识虚拟实验平台.提供了一该设计的具体实例.     

一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台研究和实现

在分析了当前系统仿真语言和仿真软件的一些不足之后,采用了模拟现实技术,提出了一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台。首先确定了该平台的功能和目标;然后研究了其拓扑结构,提出了面向对象的仿真系统软件开发模式,并给出了仿真的一般步骤;最后对涉及到的关键技术进行了阐述。实验系统证明：在这个平台上,可以快速灵活的开发分布式半实物仿真系统。     

用于阵形控制的无人机编队飞行仿真平台设计与实现

设计了一种模块化结构的无人机编队飞行仿真实验平台.根据阵形控制的模拟需求,将仿真平台进行功能化模块构建,并通过内集方式予以集成.仿真平台结合时序驱动机制、虚拟现实技术、记录与回放技术以及数据分析与重栽软件,使得仿真数据具有时序性、可视性、可记录及重绘性,,操作人员具有高度的参与性,各模拟模块可以根据不同的研究成果进行更改、升级和替代.经过多次仿真实验,该仿真平台运行稳定可靠、占用系统资源小,为无人机编队飞行的研究提供了预验证性的工具,为今后的仿真系统设计提供了一个参考.     

面向Internet的三维虚拟博物馆系统的设计与实现

对一个三维虚拟博物馆系统的设计模型、体系结构和关键技术进行论述,通过引入网络发布工具和浏览器实现系统的网络化。创建工具、场景描述语言和展馆发布及浏览模块作为系统的主要构件,将海量的博物馆资源数字化,并提供给用户进行虚拟参观和漫游。这样不仅有利于馆藏物品的管理与保护,同时实现了更广泛范围内的资源共享。     

开放式蒸馏过程模拟平台设计与实现

以严格机理模型为基础设计并实现的蒸馏过程模拟平台,提供了进行过程模拟的计算机环境,在平台上可以方便地进行蒸馏过程稳态模型、动态模型、优化模型和控制模型的仿真计算,可针对过程特点进行分析并提供优化操作指导值.平台具有在线过程模拟功能和开放的接口环境,适于各种模拟方案、过程模型和算法的仿真研究,能方便地检验模型和算法的有效性.该平台具有通用性、可视性的特点.     

大区域虚拟战场环境中仿真平台的设计

针对大区域虚拟战场环境中作战仿真的特点，为联邦开发者提供了建立在RTI之上的仿真平台，该平台将RTI的部分接口函数和通用仿真实体模型封装到一起，实现了联邦成员之间自动数据通信和实体模型与通用实体数据结构之间的通信接口功能，大大减少了联邦开发所需要编写和维护的代码量，降低了开发新的联邦成员的复杂度，并成功的应用于防空作战仿真系统中。     

支持并行渲染的虚拟现实开发平台

高性能3D图形卡的发展使得基于PC集群的高分辨率沉浸式虚拟现实(VR)环境开始普及.通过对OpenGL渲染流水线的并行性分析和研究,提出并实现了一个并行虚拟现实开发平台(PVRDP)体系结构,并对平台的关键实现技术,如分布式场景树管理、负载平衡、离屏渲染、渲染资源管理等进行了研究,该平台基于普通PC集群和千兆局域网实现了海量多边形模型的实时并行渲染、输出图像的融合与校正处理.应用表明,PVRDP能够显著降低各类虚拟现实应用系统的开发复杂度,可支持低成本、高性能的沉浸式VR环境.