捷联惯性导航系统飞行轨迹数据生成与惯性器件建模

由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据，而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数。为此，作者提出了一种生成测试用飞行轨迹，并能为惯性器件建模的解析式思想。用这种思想产生的飞行轨迹数据和惯性器件的模型，在硬件平台软硬件系统测试验证中得到了成功地应用，取得了很好的效果。     

地空导弹半实物仿真研究

本文首先介绍了地空导弹半实物仿真系统的组成及仿真过程，然后给出了从全数学仿真向半实物仿真过渡的方法，最后就仿真中遇到的一些技术问题进行了讨论。     

分布式半实物仿真平台的网络设计

针对自行高炮光电火控系统的特点,提出了一种分布式半实物仿真平台的网络设计方法。该方法增强了系统的通用性和可扩展性,使仿真平台可以灵活地增减和修改相应的软硬件模块。同时,通过改进UDP数据传输协议,采用多线程同步技术以及引入多媒体定时器,来确保系统仿真的可靠性和实时性。     

一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台研究和实现

在分析了当前系统仿真语言和仿真软件的一些不足之后,采用了模拟现实技术,提出了一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台。首先确定了该平台的功能和目标;然后研究了其拓扑结构,提出了面向对象的仿真系统软件开发模式,并给出了仿真的一般步骤;最后对涉及到的关键技术进行了阐述。实验系统证明：在这个平台上,可以快速灵活的开发分布式半实物仿真系统。     

一种新型UUV半实物仿真系统设计与实现

针对UUV导航与控制系统高精度仿真的需要,设计了一种支持捷联惯导、多普勒测速仪、深度传感器和GPS接收机接入的半实物仿真系统,解决了GPS卫星导航信号仿真、多普勒测速仪水声回波模拟和UUV深浅水航行深度模拟问题,进行了导航与控制系统的半实物仿真试验,分别测试了GPS导航仿真子系统、多普勒测速仿真子系统和深度模拟子系统。试验结果表明,该仿真系统满足了仿真实时性和计算精度的要求,对于UUV研制具有重要的应用价值。

Abstract：

To satisfy the requirement of high accuracy simulation of complicated navigation and control system of unmanned underwater vehicle, a new plan of simulation system was proposed, which afforded the interface environment for SINS, Doppler velocity instrument, depth sensor and GPS receiver. The GPS satellite navigation signal simulation, the acoustic echo of Doppler velocity instrument and the sailing depth simulation were solved. The simulation experimentation combining hardware was processed, and the GPS simulation subsystem, the Doppler velocity simulation subsystem and the sailing depth simulation subsystem were all tested. The results show that the simulation system meets the real-time and accuracy requirements, and the system has important application value for UUV development.     

导的制导导弹半实物仿真中的自动化综合测试

介绍了导的制导导弹半实物仿真中的自动化综合测试，着重阐述了仿真设备硬件与软件的测试。提出了模块化设计将大大节省试验经费和缩短试验周期。     

半实物仿真系统的预见控制研究

针对半实物仿真系统中未来信息可以利用的特点,提出了利用未来信息的线性逆系统设计方法,典型模型的仿真结果了该方法的有效性。     

SINS/CNS组合导航半实物仿真系统及其实验研究

因航天实验费用大,组合导航系统的性能及算法很难都通过飞行实验进行测试,为此提出了一种高性能捷联惯性/天文组合导航半实物仿真系统。该系统遵循硬件功能模块化和软件流程一体化的设计思想;利用轨迹发生终端生成标称轨迹数据,作为信息处理统一参考源;采用时间软同步并行采集惯、性、天文系统真实误差数据;通过平滑处理,结合标称轨迹数据完成性能测试。它具有强的灵活性和可扩展性,利用其可有效地降低组合导航系统的实验成本,缩短研制周期;这对研究组合导航系统的算法性能、系统特性和工程应用等具有重要理论和实践意义。     

导弹武器系统分布式半实物仿真系统研究

半实物仿真是导弹武器研制过程中必不可少的重要手段之一.首先介绍了基于VMIC光纤反射内存网的分布式半实物仿真系统的总体结构和仿真设备的基本功能.其次,在仿真软件的设计过程中借鉴Windows操作系统消息、事件驱动的先进设计思想,采用客户/服务器运行机制,从软件顶层设计的角度将其划分为主控机、同步机、非同步机三类,并给出了详细的软件流程图.最后,对仿真时钟的产生和时钟同步的方法进行了研究.     

一种MAV航姿估计算法及其半实物仿真

配置MIMU(Micro Inertial Measurement Unit,微惯性测量单元)中的加速度计工作在倾角仪状态,利用当地的重力加速度计算MAV(Micro Air Vehicles,微小型飞行器)的姿态角。同时利用MIMU中的陀螺仪,计算载体的姿态角。提出了一种构造加权系数的方法,可以根据MIMU的特性,构造不同性能的加权系数。通过对姿态角进行加权平均,实现惯性数据的融合,对MAV的姿态进行估计。该方法既保证了飞行器稳定飞行时姿态估计的精度,避免了姿态误差随时间的积累;又保证了姿态估计系统的动态性能,减小了系统的动态误差。基于该方法搭建的微小型AHRS(Attitude and Heading Reference System,姿态航向参考系统)体积小、重量轻、精度高,特别适用于载荷与体积都有限的载体使用。     

可重复使用运载器再入弹道仿真

针对RLV再入特点,应用反馈线性化与模型预测控制相结合,设计了基于控制角与控制力矩间全反馈(非时标分离)条件下的反馈线性化控制器,实现了以控制增量做为优化变量、考虑模型状态和输入约束的模型预测控制器设计,解决了RLV再入模型的多变量耦合、参数不确定等非线性控制问题的平滑控制.最后在Simulink环境下建立了RLV再入仿真模型,应用RtFly快速原型系统完成了再入模型六自由度弹道实时仿真,仿真结果验证了该控制器能够较好跟踪制导参数,满足控制器设计指标和系统实时性要求.     

基于Unity3D的水下机器人半实物仿真系统

基于Unity3D研制了一种由地面控制终端、机器人本体和三维仿真系统3部分组成的水下机器人半实物仿真系统,为水下机器人开发过程中的性能测试、控制算法分析和人员操作培训提供了仿真和测试平台。该系统采用同一地面控制终端作为三维仿真系统和机器人控制系统的统一指令输入源,以实现虚拟对象和机器人本体的同步工作,可对系统进行实时监测、调参。采用多目视觉技术对机器人位置采集,对传感器数据进行卡尔曼滤波处理。机器人运动仿真试验结果表明,机器人实际运动路径和仿真规划路径基本相同,该系统动态响应性和控制系统同步性较好。     

基于MATLAB的牵引力控制原型半实物仿真

论述了采用MATLAB的simulink以及stateflow等工具箱建立汽车牵引力控制系统的控制原型、利用S函数实现控制原型与控制系统软硬件间的数据传输，进而完成牵引力控制原型开发的硬件在环仿真方法。采用该方法完成了某车型牵引力控制原型的快速开发，为进一步开发目标电控单元奠定了基础。     

基于dSPACE的车辆起步控制策略硬件在回路仿真

基于dSPACE软硬件,应用matlab/simulink系统建模方法,搭建了车辆起步控制的硬件在回路仿真平台;针对车辆起步控制系统存在的非线性、时变、多参数等特性,提出了对离合器和油门进行协调控制的分级模糊控制方法;利用推理法编写了单片机的模糊控制程序;基于上述平台,详细调整了各级模糊控制规则,并进行了起步控制的硬件在回路仿真实验;结果表明,该方法能够满足实时性要求,并具有良好的控制效果。     

汽车驱动防滑遗传PI控制半实物仿真

应用遗传算法设计了驱动防滑控制系统的参数自整定油门位置及驱动轮制动压力增量PI控制器。论述了其设计过程,建立了调试控制算法的半实物仿真器,针对典型附着路面进行了半实物仿真研究。结果表明:控制算法能自动识别路面附着变化,有效抑制驱动轮过度滑转,改善汽车的加速性。     

水下航行器导航与控制一体化系统的半实物仿真试验设计

针对采用导航与控制一体化系统,即导航与控制传感器共用、导航与控制计算机合二为一的某型水下航行器,提出了一种半实物仿真试验方案,进行了半实物仿真。试验结果表明,导航、控制算法正确,计算精度满足使用要求,硬件之间的匹配性能良好,方案可行。该导航与控制一体化系统可应用到实际的水下航行器中。     

基于Matlab/xPC的车载组合导航半实物仿真平台

利用Matlab的RTW工具箱和xPC目标,建立一台宿主机和两台目标机的系统结构,设计并实现了车载INS/GPS/里程计组合导航半实物仿真平台.该平台包括车辆运动模拟子系统和组合导航子系统两部分,两个目标机分别控制两个子系统.车辆运动模拟子系统通过二自由度运动实验台模拟车辆的平动和转动,仿真车辆运动状态;组合导航子系统在仿真的车辆运动环境下实现1NS/GPS/里程计的组合导航.车载组合导航平台能够用于组合导航软件的开发与测试,可以节约研究成本,加快开发周期.     

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。     

液压系统半实物仿真平台设计

结合液压系统仿真计算技术和自动化试验技术,构建了液压系统半实物仿真平台,通过仿真计算模拟液压系统的环境参数和控制规律,利用实物模型模拟难以建立数学模型的液压元件。重点介绍了液压系统半实物仿真平台布局结构、仿真模型建立过程以及仿真过程控制系统,并针对某液压起竖系统进行了应用分析。     

主动悬架硬件在回路仿真研究(英文)

为了快速有效地验证主动悬架的控制算法,提出了一种主动悬架硬件在回路实时仿真平台。在Matlab/Simulink中建立了主动悬架的动力学模型、作动器模型,以S3CEEBO芯片为中央处理器,设计了主动悬架实际控制器,在此基础上搭建了该硬件在回路实时仿真平台。针对某款汽车运用不同的控制算法进行了仿真实验。结果表明,该硬件在回路仿真平台可以对主动悬架的各种控制算法的执行效果进行验证。