机电一体化系统虚拟样机的异构建模和仿真

虚拟样机技术是当研究和应用的热点之一,它可以较发际支持产品的概念设计,并且有利于实现并行工程的思想,机电一休化产品虚拟机机的建模和仿真要求机械和电子等多个领域之间的紧密协作,传统的建模和仿真工具无江满足这种需求,本文中,我们提出了一种基于域对象模型的多领域异构建模和仿真方法,并开发了一个面向机电一体化系统的分布式虚拟样机仿真环境,通过两个设计实例的建模和仿真,说明该方法可以满足要求。     

基于虚拟样机的异构双腿机器人联合仿真

阐述了一类新型双足机器人--异构双腿机器人的概念及研究目的.研究用Pro/E、ADAMS和MATLAB/Simulink联合构建异构双腿机器人的虚拟样机,并提出基于虚拟样机的联合仿真策略.为实现对期望步态的动态跟踪,提出了基于对角回归神经网络的自适应PID控制算法.为验证方案的合理性,进行了步态仿真及控制仿真.结果表明,虚拟样机技术可避免复杂的人工建模和求解过程,仿真逼真且接近实际系统,为复杂双足机器人系统提供了良好的研究方法.     

火炮虚拟样机仿真研究

利用I-DEAS软件建立了某火炮的三维实体模型，通过接口程序将实体模型导入了ADAMS中，基于多体动力学理论建立了该火炮的虚拟样机，着眼于该火炮的射击稳定性，在两种稳定性较差的工况下进行了火炮发射过程的仿真，结果表明该火炮的发射稳定性是可以保证的，为该火炮的设计提供了一定的理论依据。     

航炮系统的虚拟样机仿真与分析

介绍了虚拟样机技术的发展和应用，并给出多体系统动力学的理论基础。将虚拟样机技术应用于某航炮系统的仿真，在LMS Virtual．Lab平台下建立了航炮虚拟样机，验证了航炮虚拟样机模型的合理性。并对航炮系统的后座力和射击精度进行了优化。     

热控百叶窗机构虚拟样机协同仿真

某型号卫星上设计了热控百叶窗机构以调节内部和外部的热交换。在目前不具备外层空间实验条件下,建立了热控百叶窗机构动力学和控制模型,实现了包括控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机协同仿真。主要功能包括仿真过程动态观察、模型实时修改以及仿真结果快速处理。为下一步研制出既满足卫星的热控制需要又尺寸合理、适于安装的物理样机提供了依据。     

机枪系统虚拟样机建模及仿真分析

以某大口径机枪系统为物理样机模型，对联合CAD建模软件Pro／E和动力学仿真软件ADAMS对其进行动力学仿真时的模型传递方法进行了研究，并以此在仿真环境中建立了机枪系统的虚拟样机模型。然后对机枪的自动机动力学和供输弹机构的运动进行了仿真分析，将仿真结果与试验数据进行了比较，并对工作弹簧进行了参数化设计。这证实了将虚拟样机技术引入自动武器研制领域的可行性，并为进一步的仿真工作奠定了基础。     

基于虚拟样机的井下机器人行走仿真试验

在石油故障井井下作业探测机器人原理与结构设计的基础上,在Pro/E环境下建立了具有5000N牵引力、适应Φ90mm～Φ130mm井眼变化的石油井故障探测机器人虚拟样机,利用ADAMS建立了探测机器人运动学与动力学分析模型.通过机器人支撑脚卡紧过程仿真试验及其在不同井眼下的行走仿真试验,得出该探测机器人可以在石油井井下环境中卡紧井壁、适应不同的井眼变化、稳定行走,这为石油井探测机器人的改进设计与研制提供了可行的技术方案.     

基于虚拟样机的磁浮列车转向机构动力学仿真

研究了CMS-03型中低速磁浮列车转向机构的动力学问题。首先在理论上分析了转向机构的作用和列车速度对钢缆拉力的影响,证明了钢缆拉力总是约等于钢缆预拉力。然后将虚拟样机技术应用于转向机构的动力学仿真,得到了与理论分析相同的仿真结果,并通过实验结果验证了仿真结果的可信性。研究结论为转向机构的设计和改进提供了可靠的参考依据。     

某型步枪虚拟样机建模及仿真分析

以某型步枪为研究对象,研究了将Pro/E中实体模型导入到ADAMS中的方法,并利用气体动力学理论对气室压力进行了数值求解;在此基础上建立了该步枪的虚拟样机.通过仿真数据与试验数据的比较,验证了该样机的正确性.然后对该枪在射击状态下的动力学特性进行了分析.研究结果说明基于虚拟样机技术在该步枪动力学特性求解上可行性.     

基于虚拟样机技术的双足机器人运动仿真研究

应用三维建模软件SolidWorks建立了HIT-ROBOCEAN双足机器人的简化模型,导入虚拟样机仿真分析软件Adams中生成虚拟样机模型,并通过在科学计算软件Matlab中得到的机器人行走步态的关节运动轨迹对虚拟样机模型进行控制,通过联合仿真获得机器人行走步态的三维仿真动画,并利用该虚拟样机模型对机器人行走步态进行运动学及动力学分析。为双足机器人步态规划的研究提供了一种新的方法。     

基于虚拟样机技术的球形机器人运动仿真研究

使用UGNX和ADAMS,研究了一种具有稳定平台的、非完整的全向滚动球形机器人的虚拟样机建模和运动仿真。通过对球形机器人虚拟样机模型的转化,解决了ADAMS软件不支持球壳与平面间的约束,无法模拟球壳在平面上滚动的问题。结合典型实例,对球形机器人的运动情况进行了仿真。仿真结果表明该球形机器人的内置稳定平台在球体全向滚动过程中始终保持稳定的姿态,而不随球体一起滚动。这为物理样机的研制提供了可靠的参考依据。     

基于ADAMS与SIMULINK的舵机虚拟样机建模和仿真

舵机是制导控制系统的重要部件,为了减少成本,提高制导控制系统的研发效率,提出了用舵机虚拟样机替代物理样机的方法.利用机械动力学分析软件ADAMS和控制仿真软件SIMULINK分别建立导弹舵机的机械动力学模型和控制器模型.通过对仿真数据处理和分析,并与物理舵机实测数据进行对比,确定出虚拟样机的控制参数,改进模型准确度,获得可行的舵机虚拟样机.在此基础上,将虚拟样机嵌入到制导控制系统仿真中,仿真结果验证了此方法的可行性.     

深海采矿系统虚拟样机及联动特性研究

以中国1000m多金属结核海试系统为研究对象，基于多刚体动力学的理论，建立了该整体系统虚拟样机模型。分析了不同联动速度及不同海流方向下整体系统的联动特性。仿真结果表明，联动速度及海流方向对于整体系统联动特性有很大影响，为采矿系统的设计和开采作业的联动控制提供理论依据和技术参考。     

基于ADAMS的自动武器虚拟样机研究

以动力学仿真软件ADAMS为仿真平台,针对自动武器工作的特点提出了自动武器的仿真方法,包括自动武器连发控制仿真、复杂约束处理方法等。提出的方法能较好地实现自动武器连发仿真,提高仿真效率。     

面向虚拟矿山的复杂异构地形网格渐变仿真

针对虚拟矿山动态仿真中地形网格具有规模大、结构复杂和变化前后拓扑异构等特点,实现了一种边界一致的快速异构网格渐变仿真方法。首先将大地形网格划分为静态区和动态区,对变化前后的动态区网格进行双向插值,实现顶点对应和拓扑重构;然后利用k-d树等结构建立动态区顶点和三角形网格的空间索引关系,实现对地形网格变化区域的快速查找和更新;最后根据地形网格特征自动计算符合实际生产工艺的渐变推进方向。通过实验表明,该方法在效率和逼真度方面均能满足虚拟矿山动态可视化仿真需求,可以较好地完成复杂地形网格渐变模拟过程。     

虚拟样机工程中仿真模型包装与发布机制

在复杂产品虚拟样机工程中,对异构的仿真模型进行包装和发布,以便提高模型间的互操作性和模型资源的可重用性,一直是复杂产品协同设计仿真技术需要解决的问题之一。为了解决这个问题,以国家863/CIMS主题的科研项目为背景,研究采用WEB服务技术实现仿真模型的包装和发布,提出基于协同仿真平台COSIM的仿真模型发布平台的集成框架,并研究其中的关键技术及其实现,阐述仿真模型在复杂产品虚拟样机协同设计仿真环境中的发布和查询机制,最终达到模型资源重用和数据共享的目的。     

基于ADAMS的某型通用机枪动力学建模与仿真

在分析某型通用机枪射击时运动和受力情况的基础上，利用PRO／E和ADAMS软件建立了该机枪的虚拟样机模型，并对其进行了校棱，结果证明该虚拟样机与机枪的运动和受力情况基本一致，符合工程分析的要求。在此基础上，对机枪射击时的动态特性进行了仿真计算，研究结果说明基于虚拟样机技术进行机枪动力学特性分析是可行的。     

复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。