基于仿真组件技术的CGF系统体系结构和实现

以仿真组件技术为基础,提出基于仿真组件的计算机生成兵力系统体系结构以及实现方法,介绍了CGF在虚拟测试、评估和先进概念体系结构论证中的应用。通过基于仿真组件技术开发计算机兵力的模型,能够灵活生成多种不同种类的兵力模型和适应不同的运行平台。计算机生成兵力的实体模型分解为设备组件、指控组件、作战平台组件和动作行为模型,利用系统高层建模方法的静态结构建模从兵力组成角度描述设备组件、指控组件和作战平台组件的组合和连接关系,基于状态机动态行为建模建立兵力平台的动作行为模型。通过代码自动生成技术生成仿真组件模型并进行测试,仿真引擎按照动作行为模型的状态调度相应的仿真组件,从而产生作战实体的行为。     

面向CAD组件模型的多体系统虚拟原型实现技术研究

针对虚拟样机意义下的机械多体系统性能分析,研究开发了面向CAD集成建模与多体动力学仿真的虚拟原型D3MECHS.对比国产三维CAXA-CAD和SolidWorks-CAD,研究了直接从产品虚拟原型中的零件设计模型和装配模型获取多体系统物理性能属性和多体系统空间拓扑结构的理论和方法,提出工程分析模型EAM和CAD-OpenGL虚拟原型可视化和动态仿真算法,提出并实现完整的面向对象机械虚拟原型仿真框架.通过多体手册算例检验,表明D3MECHS实现方案的可行性.     

Meso-scale级微细电解加工系统设计与运动学分析

微细电解加工技术目前已成为制作微纳米级金属结构的主要工艺方法之一.针对实际工业需求,开展了微细电解加工系统的设计和运动学仿真等方面的研究工作,重点讨论了微细电解加工的工艺特点,微细电解加工系统的硬件设计,控制系统设计并进行了必要的运动学分析.最后对系统的进给传动单元和主轴运动单元等结构进行了静态装配、动态干涉检查并进行了低速和抗干扰特性仿真,仿真结果表明该系统结构设计合理,其低速特性和抗干扰特性能够满足微细电解加工的技术要求.     

装配仿真系统中装配运动引导方法研究

针对在交互式装配过程中零件模型如何精确定位问题，提出了一种基于零件装配特征、体素特征信息的装配运动引导方法，介绍了该方法的设计思想，给出了该方法在装配仿真系统中的实现流程。并对特征信息的获取、装配意图自动捕捉、受约束运动的实现、碰撞检测、装配约束的建立等实现该方法的关键技术进行了较为详细的论述。     

一个虚拟装配支持系统的实现

虚拟装配是虚拟制造的核心关键技术之一。为了实现产品的虚拟装配，自主开发了虚拟装配支持系统（VASS），它能够在虚拟状态下对产品装置进行分析、仿真，实施数字化预装配，生动直观地分析、验证与改善产品的可装配性。文章介绍了该系统的总体结构，讨论了主要关键技术，如装配模型、装配顺序规划、装拆运动表达、干涉检查等。该系统已在实际项目中得到有效应用。     

切削加工仿真建模技术研究

切削加工仿真是计算机仿真技术在机械制造业的重要应用领域之一。该技术对减少制造成本、缩短产品制造周期和提高产品质量意义重大。仿真模型的建立是实现切削加工仿真的关键环节，也是评价仿真系统优劣的重要指标之一。目前存在的切削加工仿真建模方法主要有三种：解析法、有限元法和分子动力学法。重点介绍了上述建模方法的实现原理和发展现状，并对其优缺点和适用范围加以评述。在此基础上，对切削加工仿真建模技术发展趋势做了进一步探讨。     

星载分布式InSAR系统仿真研究

仿真是进行星载分布式干涉合成孔径雷达(InSAR)研究的重要方式。仿真方法是利用小面单元模型进行地面场景建模,然后根据系统几何模型和信号模型仿真回波信号,成像处理后,两幅单视复图像进行相干处理得到干涉相位图。在仿真中,需要讨论系统统计特性的表示方法,小面单元尺寸的取法及基线去相干性的实现方法等问题。最后实现了计算机仿真。     

虚拟环境下的复杂变速箱交互式装配仿真平台

为解决虚拟装配存在人机交互度、行为仿真与用户设计效果不佳等问题。以大型拖拉机变速箱为对象,研究了多碰撞体的齿轮动力学运动与行为仿真方法,提出了基于轴和面约束的多零件模型在虚拟环境中的定位方法,开发了人机交互式的虚拟环境,每帧消耗的时间约为10 ms,实现了复杂变速运动行为及其仿真。同时虚拟装配模块里配置了AR接口,可通过手式进行主动式智能虚拟装配。试验表明,系统能按照用户需求进行主动式的虚拟装配、干涉检测、学习装配知识、方案设计、提示装配错误等,为复杂变速箱的虚拟制造与装配提供了仿真平台,平台具有可扩展性。     

汽车运输车虚拟装载仿真系统关键技术研究

在Unigraphics(UG)环境下,开发建立了汽车运输半挂车虚拟装载仿真系统,阐述了装载仿真系统中商品车和运输车的参数化建模、干涉检查、动态仿真等关键技术问题。该装载仿真演示系统与UG的集成环境有机地结合在一起,界面友好,应用于整车物流企业实际装载运作指导和市场推广演示。     

基于GIS的混凝土坝施工三维动态可视化仿真研究

为简化水电工程混凝土坝施工仿真的建模，同时实现施工过程中复杂动态时空逻辑关系的直观表达，提出了基于GIS的混凝土坝施工三维动态可视化仿真方法。通过计算分析不同方案下大坝施工的具体技术指标，可得到合理的大坝混凝土浇筑进度计划，并应用GIS技术在建立的混凝土坝施工系统数字模型基础上，用三维动态演示技术将复杂的大坝施工过程用运动着的画面形象逼真地描绘出来，从而为工程施工组织设计与管理提供了强有力的可视化分析手段。     

周边桁架可展开天线展开过程仿真方法

提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法.利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型;然后将自制的摩擦学行为仿真程序或其他学科行为仿真程序嵌入系统模型中,实现可展天线的虚拟样机建模和展开过程的性能分析与仿真.给出的开发步骤和实例验证了该方法的可行性.     

基于TCP/IP技术的全自动贴片机分布式仿真研究

全自动贴片机是典型的光机电一体化产品，存在高速、高精的矛盾。在架构TCP／IP分布式仿真平台、全自动贴片机基本结构和传动系统数学模型基础上，应用机械动力学软件MSC．ADAMS和控制分析软件MATLAB，建立了贴片机机电一体化虚拟样机模型并对其进行了分布式仿真研究。仿真结果表明，该贴片机机械性能能够达到设计要求，通过调整控制参数能够达到机械系统与控制系统的良好匹配。     

车载火炮系统动力学仿真

主要对履带车辆在粗糙地面行驶时车载火炮系统的振动问题进行了动力学建模与仿真,主要有:通过基于三角函数相位的随机抽样法建立双侧不平地面模型、建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型。本文的分析方法将履带车辆的振动对火炮运动的影响体现出来,更加全面和客观的反映了履带车辆行进过程中火炮的运动机理。通过对不同参数的模拟结果进行分析,能够定量的得到各参数变化对车载火炮系统在行进间振动与射击的影响程度,这对于车载火炮系统的设计与优化有着积极的作用     

在板自测试技术及其实现

电子系统的复杂性和某些应用领域的特殊性，需要系统具有自我检测的功能。本文论述了系统自检的技术原理和实现方案，结合雷达显示系统给出了一个具体的例子。最后讨论了一种利用并行口产生测试信号的方法，并给出示范的子程序。     

无人机电磁环境效应评估及其准则研究

电磁环境效应评估是军用装备性能检验的重要组成部分。基于模型和准则的计算法评价体系，克服了传统试验方法对系统评价所存在的局限，借助计算机辅助工程(CAE)所构造的“虚拟”测试平台，利用飞机结构、任务飞行规划、预期电磁环境、系统效应分析模型和评估准则，可以以较优的费效比获取较高置信度的电磁环境适应性评价。在评估准则研究方面，依据无人机用途、结构特点以及对预期电磁环境的认识或先验知识的掌握程度，从确定性观点和统计分析两个方面，详细探讨了与之相适应的评估准则，以期使无人机电磁环境效应评估能更为客观和完整。     

主动设计知识服务系统中的用户建模研究

主动设计知识服务系统的设计目标渡江是主动为设计者提供准确及时的设计知识服务，从而提高设计效率，用户模型的性能直接影响到整个服务系统的适应性，响应速度和服务的正确率，为了充分利用设计用户行为的纵向和横向关联，本文将模板和机器学习相结合的方法用于设计用户建模，提出了基于模板的用户建模过程模型，对基于机器学习的模型动态更新方法中关键技术以及用户模型的校验和反馈进行了讨论。     

基于CAD数据的3D场景建模及演示技术研究

传统的几何建模方法建模过程复杂，真实感差。提出了一种基于CAD数据的场景建模方法，使用已有的CAD数据构建场景的三维模型和二维电子地图，具有建模速度快而准确的优点；研究了多维信息综合演示系统的开发方法及关键技术，并基于MFC和OpenGVS开发了一个多维信息综合演示系统，实现了二维GIS、三维场景以及音频、视频、图片、文本等多媒体信息的集成，使用户漫游时可以在2D地图及3D场景之间平滑切换，避免漫游时迷失方向。研究成果可应用于城市仿真、奥运场馆等的场景建模及演示。     

网络协同数字化预装配系统中的协同技术研究

针对网络协同数字化预装配特点,提出可重组的多Agent协同装配动态组织结构,基于Petri网建立装配动态组织模型和协同装配过程模型,对产品的装配协作过程进行了研究。提出商用CAD软件与数字化预装配系统的模型数据集成方法,研究了多Agent之间的通信和协同实时性的实现技术,并开发了原型系统。实例表明,该系统能使异地协作人员通过网络协同地对产品的装配设计进行分析与优化。     

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension, RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。     

基于Agent的多代数码产品扩散仿真研究

数码产品具有多代并存扩散的特点,多代产品扩散模型是研究其扩散规律的重要工具,但现有模型忽略了一些显著影响扩散过程的产品、消费者和环境因素。采用ABMS、模糊推理、复杂网络和效用理论,提出一种考虑了这些因素的多代数码产品扩散模型。实验结果显示,该模型能很好地再现iPhone手机的扩散过程,说明历史数据充分时其模拟/预测能力良好,可作为数码产品营销分析与决策的辅助工具。