船舶运动半物理仿真系统

从加快船舶运动控制器样机的研制周期、降低成本、提高效率出发，提出了一种新颖的船舶运动半物理仿真系统。介绍了系统的组成、结构和各模块的功能及特点。叙述了系统的实现方法和相关性能指标，利用所研制的船舶运动半物理仿真系统，可方便地在实验室内对船舶航向、船迹、减摇和避碰等船舶控制系统进行半物理仿真研究，为船舶运动控制器系统样机的研制提供了方便。试验表明所研制的船舶运动半物理仿真系统满足了规定的性能指标，达到了预期的目的。     

基于Simulink的船舶运动控制的仿真研究

在介绍水面船舶三自由度运动模型建立方法的基础上，利用Matlab的S—function建立了基于Simulink的Abkowitz非线性船舶运动模型，进行了船舶运动控制系统的仿真研究，并给出了仿真结果。对船舶操纵性试验和船舶运动控制规律的研究具有实际意义。     

三种船舶运动控制仿真系统

船舶运动控制系统有三种仿真模式：一是单机仿真即在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器；二是双机仿真即一台计算机运行船舶运动数学模型，另一台为真实的船舶控制器，控制器通过数字通信接口控制另一台计算机上运行的船舶运动模型，也称为半物理仿真；三是物理仿真即建造一艘按某一水动力学相似准则而缩尺的模型船，在模型船上装上真实的船舶控制器，在水池或海上做船舶运动控制试验。本文介绍大连海事大学轮机工程学院研制的上述三种船舶运动控制仿真系统。     

基于RT-LAB的某型导弹半实物仿真系统设计

半实物仿真是将部分硬件实物引入到仿真回路中的仿真,是导弹研制过程中的一个重要环节.介绍了基于先进的仿真运行框架软件RT-LAB搭建半实物仿真系统的方法.搭建了适用于RTLAB的仿真模型;针对自制板卡,开发了RT-LAB下的驱动;编写了基于RT-LAB的仿真控制软件,完成了半实物仿真平台的设计.研究表明,在RT-LAB环境下可以方便快捷地将Simulink模型应用于半实物仿真系统,降低了构建系统的难度,缩短研制周期,并提高仿真系统的灵活性和可靠性.     

基于方向谱的船舶摇荡运动仿真系统研究

船舶摇荡运动数据对于船舶设计与航行安全性分析十分重要,船舶模型在不同海况下的摇荡仿真可指导工程师优化船舶设计。构建了一种基于方向谱的船舶摇荡仿真方法。该方法采用方向谱描述海浪,由切片法获得船舶的响应振幅算子(RAO),基于线性假设和叠加原理采用频谱分析法计算获得船舶摇荡运动频域解和时域解。基于DIRECTX和VC++建立了船舶摇荡运动仿真系统,能仿真工作于不同风浪环境下的船舶摇荡运动响应,仿真结果与实测结果的频谱特征一致,并实现了船舶摇荡运动的仿真结果可视化,可综合反映船舶的航行状态。     

基于MATLAB的船舶运动控制实时仿真研究

针对开发船舶运动控制仿真平台的需要,引入了风、流、浪作用下的船舶三自由度非线性运动模型。通过电路设计和MATLAB软件编程开发了船舶运动控制实时仿真平台,输出实际舵角、航向和船位信号,并实现各种海况下的船舶运动模拟。将该仿真平台与航迹自动操舵仪对接,进行了静水、流和海浪条件下的旋回、螺旋、Z形等多项操纵仿真试验,对非线性以及环境干扰对船舶运动的影响进行了分析。试验表明,该平台设计合理,性能可靠,已成功应用于某新型航迹自动舵的开发项目中。     

船舶压载水系统仿真建模与控制的研究与实现

以某油轮为母型船，建立了整个船舶压载水系统的仿真数学模型，并利用MINIS通用仿真平台与Intouch工控组态软件，开发了船舶压载水系统动态仿真与监控程序，基于全PC平台实现了船舶进、出港和货油装、卸过程中压载水系统的动态仿真与监控调节。     

全任务航海仿真系统的评价方法及关键技术研究

全任务航海仿真系统是一种典型的人在回路中的仿真系统,也是当今虚拟现实研究的重要应用领域.评价全任务航海仿真系统性能的优劣,主要用三个真实感:行为真实感、环境真实感和物理真实感来衡量.行为真实感由所采用的船舶运动数学模型所确定,环境真实感主要由视景系统所确定,物理真实感主要由所采用的仿真驾驶台及仪器设备所确定.详细介绍全任务航海仿真系统所涉及的关键技术;体系结构及和三个真实感衡量标准所对应的船舶运动数学模型、视景系统和仿真设备.     

基于模糊控制的船舶动力定位系统设计与仿真

就船舶动力定位中模糊控制的应用进行了研究 ,探讨了模糊控制中隶属函数和模糊规则的具体制定 ,为进一步的船舶动力定位打下基础。对船舶纵荡运动进行了控制与仿真 ,并对所设计的船舶动力定位系统的硬件及软件系统作了简要的介绍。仿真结果表明 ,所设计的模糊控制器能对船舶的动力定位实施有效的控制。船舶动力定位系统的试验正在进行中。     

基于MATLAB的卫星姿态控制半物理实时仿真平台

介绍了利用MATLAB的实时工具箱RTW和xPC Target，建立包括一台宿主机和两台目标机的卫星姿态控制系统半物理实时仿真平台的方法。系统仿真结果表明实时仿真结果与数学仿真结果基本一致，仿真系统实时性符合要求。该平台不但适用于系统的全数字实时仿真，扩展相应的硬件后还可用于卫星姿态控制系统的半物理实时仿真。     

船舶运动控制硬件在环仿真系统的研究

目前众多学者致力于将当前先进的控制理论应用到船舶运动控制领域,但在实际船舶上验证这些先进的控制算法面临很多困难,为此,设计并实现一套船舶运动控制硬件在环仿真系统。该系统包括船舶运动DSP控制器,船舶运动仿真系统,控制与监测系统三部分,对相关硬件电路和软件设计进行了研究。系统测试结果表明该系统性能良好,为在实验室环境下进行船舶运动控制算法研究和船舶运动控制器开发提供了一个有效的测试平台。

Abstract：

Many scholars devote to applying current advanced control theories to the ship motion control.However,there are many difficulties in verifying the performance of the control theories.In the view of this contradiction,a hardware-in-loop simulation system for ship motion control was designed,which includes ship motion controller based on DSP,ship motion simulation system,and control-monitoring system.The relative design of hardware and software was discussed.The simulation results show that the proposed hardware-in-loop simulation system has satisfactory performance and it can provide an effective test platform for the study of the ship motion control theories and the development of the ship motion controller in the laboratory environment.     

智能无人潜水器半实物仿真平台设计

为了验证无人潜水器系统的软件逻辑及智能控制系统的硬件体系、数据接口和可靠性,通过对其体系结构中的决策层进行实物仿真,对感知层和行为层进行功能性虚拟仿真来构建半实物仿真平台。详细阐述了该平台的硬件和软件体系结构,对虚拟仿真中的运动仿真、传感器仿真以及实物仿真中智能控制系统的设计做出了说明,进行了自主避障仿真试验和远距离航行仿真试验,该半实物仿真平台对实际海试具有重要的参考价值。

Abstract：

To verify the system software logic of a newly designed autonomous underwater vehicle and the hardware architecture,data interface and reliability of the intelligent control system,the semi physical simulation platform was established by combining physical simulation of decision layer with virtual simulation of perception and behavior layer.The hardware and software architecture of the simulation platform were explained in detail.The virtual simulations of motion,sensors and physical simulation of intelligent control system were described.Finally,the obstacle avoidance simulation and long voyage simulation tests were conducted,and the platform is important for the success of sea experiments.     

燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台研究

由于燃料电池汽车的新颖性和复杂性，仿真测试是整车控制器初期开发的一种很有效的方法。首先建立了反映其主要特性的燃料电池汽车实时仿真模型和PI调节器型驾驶员模型，然后基于Matlab实时仿真环境xPC、RTW和Matlab GUI功能，并配合通讯卡底层软件的开发、信号调理装置硬件设计和整车通讯协议的制定，系统地实现了燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台。利用该平台可以对整车控制器硬件电气特性、底层软件平台和控制算法等进行测试。     

基于COSIM的舰艇防御系统分布式仿真平台开发研究

舰艇防御系统分布式仿真平台可实现在攻防对抗条件下水面舰艇防御来袭鱼雷作战过程的仿真,用于研究鱼雷防御武器的使用方法,验证其作战效能,论证舰艇防御系统的作战需求。针对水面舰艇鱼雷防御系统及其作战环境,提出了基于协同仿真平台(COSIM)的舰艇防御系统分布式仿真平台设计方案,阐述了仿真平台的软硬件结构,具体介绍了仿真平台的开发过程,并给出仿真平台信息流图,最后针对仿真运行实例进行了分析,证实了仿真平台的有效性。     

舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统研究

同时考虑硬件设计、算法研究、软件实现三个方面,成功高效地设计了一个舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统。硬件上采用主从式结构,主机为控制计算机,从机为TMS320C6201芯片及其外围电路构成的图像处理系统。算法研究尽量实用化,提出了一种新的目标识别和跟踪算法。软件实现时,基于硬件和软件采取了许多优化措施。该系统已成功应用于光电干扰效果评定实验中。     

可视化编程在舰艇作战指挥训练仿真系统中的应用

简要地描述了VisualBasic4.0forWindows面向对象可视化编程技术在舰艇作战指挥训练仿真系统中的应用,利用它的可视化编程和代码编程技术,实现了以前需要用软、硬件相互结合才能完成的舰载C3I作战指挥仿真训练系统。     

水下机器人半实物运动仿真系统的设计

通过对水下机器人体系结构中的控制层进行实物仿真和对感知层以及执行层进行虚拟仿真相结合的方法建立了水下机器人半实物运动仿真系统,该仿真系统不仅能够对整个系统的软件逻辑进行测试,同时能够对水下机器人控制系统的硬件体系、数据接口、可靠性都进行验证。详细阐述了水下机器人半实物运动仿真系统的硬件和软件体系结构,并对虚拟仿真中的水动力仿真、运动传感器仿真以及实物仿真中的运动控制系统的设计进行了说明。最后通过远距离航行仿真试验和避碰仿真试验证明了所设计的水下机器人半实物运动仿真系统对实际海试具有重要的参考价值。     

指挥自动化辅助决策系统的设计和实现

为适应现代战争实发性强 ,战斗样式转换快等特点 ,研制该系统以辅助指挥员进行决策的信息处理系统。首先利用C ++集成开发平台 ,结合数据库技术和人工智能原理 ,提出了指挥自动化系统中辅助决策子系统的方案 ,然后给出系统的设计思想、软硬件方案 ,并讨论了关键技术。该系统帮助指挥员实现了决策的科学化 ,提高了决策的正确性。     

基于神经网络的高速无人艇模糊PID控制

针对采用喷水推进器的高速无人艇具有强非线性,传统控制手段难以快速精确控制的问题,提出以神经网络作为辨识器,并采用模糊控制器对其进行控制的方法。运用MATLAB软件建立系统模型,并进行模糊PID控制器设计,通过对系统仿真,结果证明运用神经网络和模糊PID控制器能够精确实时地实现无人艇控制。     

空空导弹飞控软件实时仿真系统研究

飞控软件仿真技术已经成为现代化数字空空导弹研制的关键,如何对飞控软件进行验证是空空导弹研制的重点。分析了空空导弹飞控软件实时仿真系统实现的关键技术,建立Windows XP RTX实时操作系统平台和DSP嵌入式飞控软件调试系统,利用双口RAM实现数据交互,并采用外部硬件中断源协调各功能模块。以此为基础,设计了一套飞控软件仿真系统,联调测试表明,该仿真系统很好地解决了飞控软件的动态实时仿真问题。