基于半实物仿真飞行平台的飞行记录系统设计

文章在研究了模拟座舱动作采集环境以及模拟飞行操作行为数据编码软件协议的基础上,提出了一种基于半实物仿真飞行平台的飞行记录系统设计并使用MATLAB/Simulink工具对飞行仿真平台进行图形化建模。本设计由硬件采集和软件存储融合而成,其中硬件设计部分包含了基于ZYNQ的音视频采集模块、ARINC664采集模块、ARINC429采集模块、兼容多类型离散量输入采集模块、网口通信背板和飞行操作套件等;软件存储模型由信源发生及加噪模块、数据压缩编码模块、数据存储模块和数据分析模块组成。与项目相关方多次联试结果表明:系统能够对飞行姿态参数、环境参数、发动机参数、各种告警信号以及飞行员通话信息和座舱语音信息等飞行仿真数据进行实时监测并循环记录。     

雷达功能半实物仿真测试方法研究

设计了一种基于半实物仿真的雷达测试平台.该平台利用矢量信号发生器模拟回波和干扰,能够在实验室条件下测定雷达信号处理机的各项指标,并给出各种指标的测试方法.同时给出了该测试平台对某单脉冲跟踪雷达的测试结果.结果证明,该测试方法得到的指标与雷达实际工作中的指标相符.     

Z字形飞机建模与半实物仿真研究

为了提高无人机飞行品质,研究无人机控制的半实物仿真应用,形成一套通用的无人机飞行控制律设计与半实物仿真方法,针对气动特性较为复杂的Z字形飞机进行了研究。Z字形飞机机翼可向机身方向折叠,便于存放和运输。根据Z字形飞机外形参数,求得气动数据,并在此基础上利用小扰动线性化原理建立纵向线性模型,通过加入干扰脉冲方式研究模型纵向静稳定性,选取各环节传递函数,建立俯仰控制回路,调整PID参数,设计纵向控制律,分别使用Simulink和半实物仿真器进行仿真。仿真结果表明,无人机具有较好的静稳定性,PID控制参数选择合理,系统超调量较小,调节时间较短,可以提升无人机飞行品质,半实物仿真可以更真实、直观地反映无人机姿态,所用建模与仿真方法可应用到其他固定翼无人机,具有一定的通用性。     

飞机制动半实物仿真系统

提出一个数学模型来描述飞机刹车过程.通过分析制动过程中飞机与机轮的受力情况,建立了一系列动力学方程求解整个制动过程中的关键变量.使用龙格库塔法求得动力学方程的解析解,通过RTX半实物实时仿真平台进行仿真,保证实时性能.仿真系统可根据实际情况改变实验参数,从而对不同路况下的飞机刹车进行仿真.      

全回转起重船起重作业系统建模与半实物仿真

为了创建逼真的全回转起重船起重作业虚拟训练环境,根据实际海上起重作业过程,综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等多种因素对起重作业的影响,构建了多通道数据交流数学模型,并通过虚拟现实技术、通信网络技术、实时动力学解算以及半实物操纵模拟等方法的联合应用,实现了身临其境感觉的交互式半实物仿真环境．仿真实验表明：工程技术人员通过仿真演练可以对起重作业过程的关键参数进行推敲,对实际操作过程进行预演,起到辅助制定工艺过程、降低海上起重作业风险以及提高海上工程作业的可靠性的作用．     

汽车电子控制系统半实物仿真平台开发

提出了一种汽车电子控制系统半实物仿真解决方案,以捷达1.6AT轿车为对象,采用半实物仿真技术通过硬件接口电路将实际车辆与模型环境有机结合,设计开发了汽车电控系统半实物仿真平台.所设计的平台在精确采集车辆传感器信号的同时能够实现车辆与半实物仿真模型间的实时数据交换;通过平台显示系统可以直观地观察车辆电控系统的工作过程及控制原理;并可根据需要合理地改变仿真模型的参数,对不同车型和不同使用工况进行仿真.该平台不仅解决了数学仿真对现实条件过于简化、建模难度大的问题,同时也克服了实物试验费用高、周期长的弊端,可将其应用于汽车电子控制系统的开发、调试、检测和教学试验等.     

基于Exata的航空数据链半实物仿真应用研究

为了更真实地仿真分析航空数据链系统性能,基于Exata仿真框架引入半实物仿真思想,结合航空数据链系统,设计开发了契合战场环境的数据链半实物仿真平台.通过分析Exata的各层模型将其与数据链系统进行模型映射,在此基础上利用实装或VC应用程序的接入,建立数据链半实物底层模型,得到上层所需要的数据,实现航空数据链系统的半实物仿真.仿真结果表明,基于Exata建立的半实物仿真平台能够高效模拟航空数据链系统以及作战场景,并对其性能进行验证,为信息化设备的技术研究提供了系统性试验平台,所建立的系统平台具有较高的可信度和较强的灵活性.     

基于PLC和组态王的多层电梯半实物仿真平台设计

为了让学生更直接地了解现代工业控制系统,帮助学生掌握电气控制技术、PLC等课程知识,设计了一个基于PLC和组态王的多层电梯半实物仿真平台.该平台以PLC为控制器实现多层电梯的逻辑控制,利用组态王和触摸屏模拟实现电梯内外部显示与操作.实验表明,该平台能够实现双部五层电梯的运行控制和监控画面动态显示,而且操作简单、实验界面...     

基于跟踪微分器的导引头半捷联稳定系统半实物仿真研究

为计算平台惯性角速度,将跟踪微分器应用到导引头半捷联稳定系统中.介绍了跟踪微分器原理,对基于跟踪微分器的导引头半捷联稳定系统进行了数字仿真和半实物仿真,仿真结果表明导引头半捷联稳定系统的稳定性能随弹体扰动频率升高而降低,典型弹体扰动下半捷联稳定系统的稳定性能满足指标要求.     

基于NS2仿真的半实物验证系统的设计与实现

传统对网络的研究,常常利用仿真软件对研究结果进行验证,先得到仿真数据,再对其进行分析得出结论。然而,单从数据上分析和验证并不直观,也不容易让人理解接受。为此,在网络仿真的基础上结合实物网络环境提出了"基于NS2仿真的半实物验证系统"。该系统在网络仿真的基础上通过真实网络环境下实际业务的展示效果把结果反应出来,给人直观真实的感受,从而验证了仿真结果的正确性。     

基于MATLAB机器人运动学分析与仿真

随着生产技术的不断提高,工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。为了研究具有高负载能力机器人的运动性能,对165 kg重载机器人进行运动学求解,再利用MATLAB中的机器人插件完成重载机器人运动模型的搭建,并进行运动过程的仿真,得到重载机器人运动过程中各关节变量与末端位姿之间的关系,从而优化重载机器人的本体结构设计,缩短机器人的研发周期,节约研发设计成本。     

基于坐标变换的具有可操舵轮的移动机器人运动学建模

为了提高移动机器人的灵活性和机动性,人们提出了最大限度地利用普通常规轮的运动自由度来实现移动机器人的平面自由运动。当移动机器人具有n(n≥2)个可操舵驱动轮时,它可以实现平面上的自由运动,即它具有3个自由度。针对轮式移动机器人的运动学建模问题,基于坐标变换法,提出了一种解决具有可操舵轮的移动机器人运动学建模的通用方法,建立了在满足理想运动约束条件下的运动学模型,并以具有2个可操舵驱动轮的3自由度移动机器人为例,给出了运动学仿真结果。     

基于solidworks和VC 的抛光机器手运动仿真研究

设计了一种自由曲面抛光的关节型机器手,对其进行了运动学建模.利用几何法简化求逆解过程,并给出了显式的解析解.在Visual studio 2003中应用VC++和MFC编程,计算出空间轨迹的各关节角度.在Adams 2010中完成了机器手的三维实体建模,并运用样条插值的轨迹算法,完成了机器手实现三维空间轨迹的运动学仿真过程,验证了几何法求解和轨迹规划的正确性,以及方案的可行性.     

TF-1型弧焊机器人的运动学建模研究

对机器人操作机进行运动学建模是机器人控制和运动规划的必要前提。利用TF-1型弧焊机器人的结构特点,运用一种新的求取逆解的方法,得出了该机器人运动学正、逆解析解。该方法避免了大量的逆矩阵相乘,简化了求取运动学逆解的过程,而且所得的解表达式简单,便于机器人的仿真和快速准确控制。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于SolidWorks的摆动式生物反应器三维建模与仿真

设计了一种摆动式固态生物反应器,利用SolidWorks软件分别对其主要部件罐体、凸轮、联轴器和轴进行实体建模,在SolidWorks软件中完成虚拟装配、动画制作;应用COSMOSMotion插件对设计的摆动式生物反应器进行运动仿真分析,模拟实际运行状况.仿真表明:生物反应器结构设计合理,凸轮设计的理论值与实际值一致.     

危险工程环境中六足步行机器人运动学建模及动作协调初探

研究了六轮步行机器人的运动学建模.给出六轮各自的控制量和整车运动状况之间的关系;解决六轮协同问题,在运动中尽量减少轮系的内应力;提高能源利用率.     

无模型自适应控制的电液激振台的半实物仿真

由于电液力控伺服系统具有高阶非线性、不确定、时滞及强耦合等特性,所以实际中难以获得精确的数学模型.为了解决参数的不确定性和时滞性对电液力控伺服系统的影响,本文设计了一种无模型自适应控制器.利用Simulink/Amesim对该电液力控伺服系统进行了联合仿真研究;并通过半实物仿真软件DSPACE验证控制方案的正确性、仿真结果表明,与传统PID调节器相比,无模型自适应控制具有良好的动态性能和鲁棒性,并能够很好地消除试件上的输出误差,提高输出力的的精度,使系统具有较好的适应性.     

UR5机器人运动学及奇异性分析

为了解决UR5机器人用户建立的机器人坐标系与厂家建立的机器人坐标系不一致,机器人内部有关力、角速度、角加速度等数据信息难以被直接使用的问题,在分析UR5机器人结构特点的基础上,建立与厂家数据匹配的坐标系。采用D-H参数法建立UR5机器人的运动学方程,描述机器人各杆件的相对位姿关系,依据UR5机器人满足Pieper准则的结构特性,采用分离变量法求取UR5机器人的运动学反解,并利用微分变换法完成UR5机器人奇异位形分析,奇异性分析与仿真结果表明了UR5机器人位置奇异时各关节变量之间的关系。使用MATLAB软件编写运动学程序,并利用机器人系统对程序进行实验室测试与工程实践验证,MATLAB运动学程序实验结果与UR5系统内部数据一致,验证了运动学分析的正确性。研究结果对进一步开展UR5机器人连续轨迹规划研究具有参考价值。     

移动机器人作战平台立体视觉三维建模方法

虚拟现实技术在移动机器人作战平台遥操作中的应用,可增强操控人员的视觉临场感,提高操控效率.基于立体视觉的三维建模是构建虚拟环境的基础.根据立体视觉的基本原理,研究了立体视觉的三维建模方法.在对比同类型中不同算法基础上,提出适合立体视觉系统的三维建模算法,提出提高空间点求解精度的改进算法,最后用Open Inventor进行三维模型可视化显示.试验结果表明,该方法具有良好的建模效果,能精确反映障碍物深度信息.