基于Matlab/Simulink捷联惯导系统快速设计

详细介绍了在Matlab/Simulink仿真环境下的捷联惯导仿真器的结构设计与开发过程.首先针对捷联惯导系统建立了数学模型,按照其功能进行模块划分,给出各个模块的具体实现方法与过程,建立了系统仿真平台;然后给出了完整的惯导系统仿真框图,并在仿真平台上实现了捷联算法及捷联惯导系统的性能分析与验证.结果表明,该仿真平台有效、可靠,具有可视化,大大的缩短了开发的周期,为捷联惯导系统的设计提供了一种图形化、模块化的快捷途径.     

基于虚拟现实的船舶轮机仿真训练系统

将虚拟现实技术应用于轮机系统仿真中,建立了"基于虚拟现实的轮机仿真训练系统". 虚拟现实技术是近年来发展起来的一种新的计算机技术,结合了计算机硬件,图形显示,生理学,心理学的最新研究成果.本系统实现了传统船舶轮机仿真系统所无法实现的一些特殊运行情况的模拟,并为训练者提供真实的临场感觉.本文介绍了系统的设计思想、总体结构及系统的组成和特点.     

船舶机舱虚拟现实仿真系统的实现方法

详细介绍了运用MultiGen Creator和Vega等软件实现具有VR特征的船舶机舱虚拟现实仿真系统的方法,其中主要有：利用Creator进行三维建模过程中的场景数据库层次结构技术、实例化技术、外部引用技术、纹理映射技术和实时视景生成技术等;利用Vega实现船舶虚拟机舱的自动漫游和手动漫游方法以及漫游过程中的碰撞检测技术等;首次实现了与船舶轮机模拟器之间通信,实现虚拟机舱与轮机模拟器之间的相互操作,保持虚拟场景中虚拟仪表、虚拟指示灯等部件的状态与船舶轮机模拟器相应部件的状态一致。开发出的船舶机舱虚拟现实仿真系统,建立了逼真的船舶机舱虚拟场景,实现了人在虚拟机舱环境中的漫游,可以对虚拟场景中主要运动部件的驱动,是对现有船舶轮机仿真器有益的补充,有利于提高轮机员培训的教学质量。     

船艇武器射击模拟训练系统的研制

概要介绍了船艇武器射击模拟训练系统功能、结构和软件模块组成,详细讨论了平台运动仿真状态仿真、海况模拟显示以及高射机枪的弹道仿真等关键技术及其实现方法,设计实现了训练模拟系统.该系统能根据训练对象和训练内容需要,设置并提供各种训练环境,可以提高船艇指挥员辨识各种敌对目标和快速反应能力.系统使用表明系统使用的方法简单易行,效果良好.     

大型轮机模拟器中船舶电力系统的建模与仿真

结合开发研制大型集装箱船舶轮机模拟器,建立了船舶电力系统的数学模型,包括发电机组模型、电压自动控制模型、负载模型和电站管理系统等模型.采用了数学建模与物理操纵相结合的混合仿真技术,实现了具有良好人机交互界面的船舶电力仿真目标.仿真结果表明,仿真数据和效果与实船情形相同或相似,该系统同时可实现400多个故障模拟功能,并且已在国内外4台大型轮机模拟器上成功运行,取得了令人满意的培训效果.     

交互式宇航员太空行走仿真系统的研究与开发

以载人机动装置(MMU)的设计与开发为背景,基于PowerWall虚拟现实硬件平台,运用了虚拟现实技术(VR),为带上肢干扰的宇航员舱外太空行走活动的模拟,开发了一个进行预测、训练的虚拟样机仿真实验环境。该交互式仿真系统包括四个模块,即输入模块、MMU控制仿真模块、虚拟场景管理模块和输出模块。文中详细叙述了系统的设计、构成及关键技术。     

基于HLA某型装备虚拟操作训练系统

针对某大型复杂装备的操作训练,提出了基于HLA的分布式虚拟操作训练系统设计方案。文中首先对系统的特点和功能进行了简要的介绍,并在此基础上给出了联邦成员的划分原则,然后重点研究了各类型联邦成员的设计方法,主要包括本地仿真逻辑设计和联邦成员间通过RTI的交互方法设计,给出了本地仿真设计的流程和联邦成员间发生交互的具体步骤,最后给出了操作类联邦成员的仿真流程。     

基于HLA/Virtools的高炮火控系统仿真平台设计

针对在开发模拟训练系统过程中,开发人员工作量大,系统开发效率低和效果不理想等问题,提出了一种基于网络游戏技术(Virtools)与高层体系结构(HLA)相结合的解决方法.该方法利用HLA的模块化建模的思想,将整个仿真系统的功能划分成若干个联邦成员,进行分布式系统仿真.从设计系统的体系结构入手,划分联邦成员功能、建立FOM文件,并针对仿真平台开发中的分布交互行为模块的开发、解算行为模块的开发、坐标系变换、分布交互行为模块与解算行为模块数据传输速率不同步等问题进行了深入的研究,并提出了解决方案.最后基于此方法设计了一个某型高炮火控系统的操纵仿真平台,实践表明系统的开发效率有了较大的提高,结果显示在实时性及逼真度方面均达到了较好的效果.     

合成孔径雷达干扰对抗仿真系统研究

论述了合成孔径雷达(SAR)干扰对抗的基本原理,开发了SAR干扰对抗仿真系统,该仿真系统能够进行功能级的SAR信号侦察仿真,模拟出多种杂波及干扰背景下,SAR的成像、检测与识别过程,并能对各种干扰样式进行干扰效果评估和实际战情下的干扰方案优选。详细介绍了仿真系统各模块的功能原理,并给出仿真实例进行论证。     

洗消车虚拟作战仿真训练系统的设计与实现

给出了洗消虚拟作战仿真训练系统的设计与实现思路,完成了洗消车单机训练分系统的开发,完成了组网协同虚拟作战仿真训练。介绍了系统的构成及激光三维定位系统、可视数据库建模、网络通信、特殊模块等几个关键技术。实践结果表明,该系统可代替实装完成技术、战术训练,在实际应用中产生了显著的军事、经济效益。     

基于虚拟维修仿真的维修性分析系统设计与实现

提出了基于虚拟维修仿真的堆修性分析系统的结构框架，并进行了系统的设计，系统主要由虚拟维修样机模块、维修仿真模块，维修性分析与评价模块以及系统管理模块等4个功能模块组成。在Jack软件平台下进行了系统开发。以某装备部件拆卸为例，对系统进行实例验证，达到设定目标。     

船舶航向-主机综合智能控制的虚拟仿真

提出并实现一种基于虚拟现实技术的船舶航向与主动力装置综合智能控制的可视化交互式仿真系统。论文建立了状态空间型船舶平面运动数学模型,给出该仿真系统的结构,讨论了系统的主要功能。本仿真系统支持红外跟踪立体眼镜,立体头盔等虚拟现实视觉设备并具有立体机舱声音效果。论文给出部分具有沉浸感的三维船舶运动和主机控制的虚拟现实仿真场景。     

船舶机舱监测和报警系统的设计与实现

机舱检测和报警系统是现代化船舶自动化机舱的重要组成部分,针对国内部分船舶机舱检测和报警系统产品在功能和显示模式方面都无法完全满足自动化机舱发展的需要等缺点,采用了VC 可视化建模、数据库、网络等技术,设计和开发了船舶机舱监测和报警系统。该系统具有网络化和模块化结构,检测和报警采样点共735个,覆盖了机舱所有重要设备。为了简化系统结构和降低硬件成本,监测、报警、操作和控制功能全部由软件实现。仿真试验表明,系统的功能完善,显示模式多样化,有利于进行故障预测和诊断,也为船舶维修提供了较为充分的综合数据信息。该系统已经作为新一代大型船舶轮机模拟器的仿真子系统投入应用。     

车身覆盖件虚拟冲压线系统的设计与实现

介绍虚拟冲压线系统的总体结构、开发流程及其实例。该系统包括工序件的有限元分析、端拾器的虚拟装配设计、运动仿真、系统维护和项目管理等模块。首先对工序件进行有限元分析,给出端拾器夹持位置优化计算的流程图;端拾器的虚拟装配设计是基于Client/Server架构,采用VB6.0对CATIA进行二次开发,通过ADO访问数据库Oracle 9i来进行的;运动仿真主要在CATIAV5的DMU工作平台下完成;系统维护和项目管理是基于Browser/Server的系统的管理功能模块。     

多模式船舶主机及其控制系统仿真器设计

由上海海运学院研制的船舶主机及其控制系统真器有三种模式，第一种是单机模式，主机模型，控制系统及其操作界面都在一台计算机中，第二种是主从模式，上位机采用PC机实现人机操作界面，下位机采用单片机作为控制器通过模拟操作台实现对模拟主机的控制，第三种模式是网络模式，作为大型轮机模拟器的一个核心部分，主机模型采用基于动态优化的BP神经网络，控制系统的软件采用实时多任务操作系统，该仿真已经在所海运院校和企业用于学生和在职船员培训。     

虚拟海战场态势三维显示系统设计与实现

对战场态势显示系统所需要显示的要素进行了详细的分析;给出了建立的战场综合态势显示系统的功能需求;建立了操控接口、通信接口、数据处理、操作控制和渲染显示等5个功能模块,设计了以HLA/RTI为底层通信协议,以GIS为前端显示的虚拟海战场三维态势显示系统,提供海战场地理环境、自然环境、电磁环境、作战兵力、特效等环境在内的战场三维环境描绘、显示;最后给出了实现结果和结论。     

油田安全作业虚拟仿真训练系统研究

利用虚拟现实技术构建油田安全作业虚拟仿真训练系统,提供交互式训练功能。提出了封闭式演示、指南式向导操作和开放式自由操作三种培训模式,给出了油田安全作业虚拟仿真训练系统的开发框架,定义了虚拟人基本动作及其参数化表示,解决了行为定义以及可重用性问题,并对虚拟人的操作手形进行了分类。最后从感知环境、行为控制、运动控制和碰撞检测四个方面分析了场景驱动执行引擎的功能,协调虚拟人和操作物体的交互活动,控制虚拟场景的变化。本系统的应用有效地解决了油田安全作业培训的成本、安全和效果问题。     

采摘机械手虚拟设计与仿真系统的研究

在产品虚拟设计与仿真系统的开发中,为了实现智能设计,虚拟设计与企业产品设计的协同性、同一性和可重用性,实体建模属性的统一规范和标准定义十分必要。第一,首次提出和制定了可以用于虚拟产品建模与仿真的命名规则标准,为虚拟机械产品的设计提供参考。第二,构建水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统的体系结构,建立了机械手机构设计模块,它包括机构的参数化设计和知识重用;第三,构建了机械手设计知识库和三维仿真模块;第四,已知机械手视觉获取目标的三维坐标,用软件实现反求机械手运动及其算法,并实现虚拟环境下的机械手对目标定位和采摘的三维仿真;第五,开发了水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统。最后,通过三维仿真和实验样机对关键技术进行了验证。

Abstract：

In the development of product virtual design and simulation system, in order to achieve the cooperativity, identity and reusability of intelligent design, virtual design and enterprise product design, the unified standard and standard definition about solid modeling properties were necessary. First, the virtual product naming standards used for modeling and simulation as a reference for the virtual mechanical product design were firstly proposed. Second, the structure of the fruit picking manipulator virtual design and simulation system was constructed, and a manipulator mechanism design module was developed, including the parametric design and knowledge reuse. Third, the knowledge base and 3-D simulation module were constructed. Fourth, through the known 3-D coordinates of objects obtained by manipulator visual, the inverse about manipulator movement and algorithm were realized by software, and the 3-D simulation about the object positioning and picking was realized in virtual environment. Fifth, the fruit picking manipulator virtual design and simulation system was developed. Finally, 3-D simulation and experimental prototype were used to validate the critical technologies.