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.     

协同虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的新的产品设计,开和评估手段。本文首先介绍了虚拟样机和协同虚拟样机的基本概念,接着对武器装备虚拟采办过程中不同阶段的虚拟样机的功能特性进行分析,在此基础上提出了支持武器装备虚拟采办过程的协同虚拟样机环境体系结构,最后对虚拟样机技术的发展前景进行了展望。     

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。     

基于虚拟样机的武器系统性能评估方案

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性,概括了ADAMS的主要特点,介绍了ADAMS中用户自定义函数的编制,首次将其应用引入到武器装备研究领域。分析了影响火炮射击性能的主要故障模式,提出了火炮正常工作的三个基本准则。在火炮拓扑结构分析的基础上,结合Fortran语言编制了火炮故障仿真模块,在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机。制定了基于虚拟样机的火炮射击性能评估方案,并提出了火炮性能评估函数的概念。最后,对虚拟样机的应用前景进行了展望。     

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。     

虚拟样机技术

研究并论述了虚拟样机技术的内涵、体系结构及其关键技术,并对作者给出的一个支持复杂产品（含机械、电子、软件、控制等子系统）虚拟样机开发的支持环境（包括VP开发环境、标准数据交换格式、分布式产品模型数据库三部分）作了介绍,以促进虚拟样机技术在我国企业的实施与发展。     

复杂产品虚拟样机工程的研究与初步实践

复杂产品虚拟样机技术是当前仿真技术研究与应用的热点，作者认为，复杂产品虚拟样机的开发工作已构成一个系统工程－可称为复杂产品虚拟样机工程，本文首先简要介绍了复杂产品虚拟样机工程的技术内涵，组成及其体系结构，进而基于人乾及其同事的初步实践，给出部分阶段性研究成果与案例，最后，对作者的下一步研究工作内容做一展望。     

基于虚拟样机技术的齿轮啮合动力学仿真研究

齿轮传动是机械装备中重要的传动装置。运用Pro/E建立齿轮的三维实体模型,结合MATLAB编程生成齿形线,基于ADAMS建立了齿轮啮合传动模型和虚拟样机模型。针对传统计算方法难以获取全齿面接触力的局限性,将Hertz接触理论嵌入仿真模型,运用曲线接触实现了齿轮离散齿及连续齿啮合的动态实时仿真。基于虚拟样机仿真研究了齿轮偏心、轴偏心、轮齿磨损等缺陷对啮合力的影响,为深入研究齿轮传动系统动态特性提供了理论参考依据。     

基于虚拟样机技术的低压塑壳断路器仿真研究

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性,采用基于多体动力学原理的软件包ADAMS建立了低压塑壳断路器操作机构的动力学模型,并通过试验测试了该型号断路器的机械性能,证明了仿真模型的正确性。将ADAMS二次开发首次应用到低压电器研究领域,用Fortran编制DLL丰富了ADAMS的函数库。利用ADAMS内嵌的三次样条插值函数AKISPL,仿真了不同短路情况下电动斥力对开断过程的影响,实现了机电耦合。     

基于虚拟样机技术的某车辆性能仿真研究

在ATV提供的模型库的基础上,建立了某车辆的多体系统动力学模型,在体现履带车辆的动力性与机动性的特种路面上,对它的行走姿态进行了仿真。该模型有两条履带系统,每条履带系统由诱导轮、负重轮、主动轮、托带轮和108块履带板组成,整个模型共有1674个自由度。按照总体给定的条件,对四种典型情况进行了动力学仿真:(1)爬越32度坡;(2)跨越2.8米宽的壕沟;(3)翻越0.8米高的垂直墙;(4)10度起伏路面的直驶。成功地向模型中施加了车辆的牵引工况,建立了四种典型路面文件,编写了求解大模型虚拟样机的内存动态管理库,解决了车辆在爬坡过程中的“打滑”问题。并仿真计算了悬挂系统、行动系统与表达整车总体性能的力、力矩、速度与加速度等物理量的大小。通过上述仿真分析,为评价车辆的越野性能、动力性能和机动性能以及在设计阶段了解方案设计、总体布置以及动力等对整车性能的影响方面提供了可靠的定量的参考依据。     

武器自动机虚拟试验技术研究

在对自动武器进行靶场试验时,自动机运动参数及射击频率的测试是很重要的一个内容。以动力学仿真软件ADAMS为仿真测试平台,以导气式自动武器为研究对象,针对这一类武器的工作特点,对自动机虚拟试验技术进行了研究,解决了从工作载荷生成到武器单发、连发动作仿真控制等一系列关键问题,从而为武器自动机虚拟试验技术提出了一套系统的解决方案。最后通过对某一型号武器自动机的运动参数测试,证明了该方案的可行性。     

某榴弹发射系统动力学仿真研究

基于单兵自动武器三维实体模型,借助动力学仿真软件ADAMS建立了单兵自动武器虚拟样机模型,研究了自动机在开闭锁、抛壳、供弹过程中的运动特性,通过运动学仿真发现了武器机构设计不合理部分,验证了修改后武器机构设计的正确性、合理性.分析了虚拟样机模型动力学特性,仿真结果与实验值对比吻合较好,验证了虚拟样机模型参数设置的有效性与可靠性.描述了不同参考坐标系下的抛壳过程,清晰展示了抛壳过程中弹壳运动的特点.上述工作为进一步深入研究单兵自动武器动力学问题提供了参考.     

基于虚拟样机的倾转旋翼/机翼系统动力学仿真

综合运用CATIA、MSC.Simdesigner、ANSYS和ADAMS建立V-22倾转旋翼机1/5缩比动力学模型,并在ADAMS平台上对其进行运动学和动力学特性仿真、分析,通过与V-22倾转旋翼机1/5缩比原型数据的对比,表明所建立的虚拟样机模型正确,结果是可信的。最后分析了倾转过程中机翼弯矩变化的时间历程,其规律能反映出倾转旋翼机机翼变化的实际情况,为以后的倾转旋翼机的设计、试验提供了参考依据。     

支持虚拟样机的协同仿真平台关键技术研究

为了支持虚拟样机开发环境中不同领域，分布，异构的仿真系统间的信息共享和互操作，提高协同仿真平台的可扩展性和灵活性，提出了灵巧产品模型建模，协同仿真资源库集成管理方案和协同环境运行框架，并具体说明了基于DCOM的仿真工具协同的关键实现技术，支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，通过轿车虚拟开发的初步应用实践，基于上述研究所开发的平台能有效支持复杂产品的虚拟开发。     

基于虚拟样机的多管火箭起始扰动仿真系统

依据多管火箭起始扰动计算原理，对比分析了采用虚拟样机技术进行多管火箭起始扰动仿真分析方法相对于传统测试方法的优越性；结合对ADAMS软件的二次开发，介绍了多管火箭起始扰动仿真分析系统的功能及软件实现；通过实际算例，验证了系统的正确性和有效性。     

基于发射随机动力学的多管火箭虚拟样机

随机激励是影响多管火箭射弹散布的主要因素,采用传统虚拟样机建模方法只能进行确定性仿真,无法通过随机性仿真研究其随机激励。依据多管火箭发射随机动力学的理论分析,运用虚拟样机软件的二次开发功能,建立了多管火箭发射系统随机仿真模型。通过仿真实例与实炮测试结果对比,验证了所建模型的准确性和有效性,表明该方法对随机系统动力学具有一定的工程研究价值。     

基于虚拟样机的激光传输模拟仿真系统开发

可视化模拟仿真激光脉冲的传输过程,对激光研究和应用具有重要意义。基于激光传输装置的运行需求,提出了一种基于虚拟样机技术的模拟仿真方案。使用基于改进了的粒子系统来等效处理激光在仿真场景中的形态与运动,以VisualC＋＋6.0为开发平台、Vega为仿真引擎、以MatLab和SG99为实时数据处理工具,构造了激光传输装置虚拟样机模型,实现了激光脉冲的可视化建模,建立了一个三维可视化激光传输过程的仿真系统,完成了对激光传输过程三维模拟、仪器工作状态监控和仿真信息查询等功能。     

基于虚拟样机协同仿真平台的电动车DYC控制策略的研究

提出了用虚拟样机协同仿真技术进行电动车直接横摆力矩控制策略的研究,运用ADAMS与MATLAB搭建了电动车虚拟样机协同仿真平台,并进行了相关工况的仿真分析,验证了所建DYC控制系统的有效性。同时也证明了虚拟样机协同仿真技术对于研究复杂机电系统的可行性,避免了复杂的人工建模和求解过程,仿真精度较高,为电动车控制策略的后续研究提供了平台。