舰载飞机着舰可视化仿真系统设计与开发

着舰是舰载机/航空母舰系统中极其重要的内容.为此,基于仿真技术和虚拟现实技术,提出一种舰载飞机着舰可视化仿真系统的设计方案.首先,采用C/S结构设计了舰裁机着舰可视化仿真系统,并对各个模块功能进行了详细的阐述.然后利用细节层次、纹理映射以及实例化技术对Creato创建的舰载机和航母的三维模型进行了优化.最后开发了基于MFC的Vega Prime视景驱动程序并介绍了碰撞检测A-法.完成后的着舰仿真系统可为自动着舰系统的设计、验证评估提供直观可视化的软件界面.     

基于模型概率的多模型融合定轨建模及仿真

针对实际定轨系统中存在的不确定性和非线性性,提出了一种基于模型概率的多模型融合定轨方法.通过多个线性模型的组合来逼近卫星定轨复杂非线性时变过程,将卫星状态的最优估计与多模型融合方法相结合,利用残差的大小来设计性能指标函数,给出了两种模型概率的表示形式,并建立了多模型融合估计相应的算法.仿真结果表明,与单一模型定轨方法相比,该方法不仅能大大提高卫星定轨精度和可靠性,而且还可以最终辨识和估计模型参数的真值,且对外界环境发生的变化有很强的自适应能力.     

基于CPN的CBTC地面数据通信系统仿真和分析

数据通信系统是影响CBTC系统的控制精度,效率和可靠性.安全性的主要因素.充分利用分层赋时有色Petri网(HCPN),综合CBTC系统的实际通信需求,建立了CBTC地面数据通信系统的分层模型,并在HCPN中引入消息的时间标志,实现对数据传输时间特性的分析.对模型进行实时仿真的结果表明基于以太网的DCS地面通信系统的实时性可以满足CBTC系统的需要,而且影响数据帧传输延迟的主要因素是数据帧长度,而与行车密度关系不大.     

网络控制系统的分析与硬件在线仿真

网络控制系统(NCS)是一种新型计算机控制系统,通过工业网络实现控制单元之间的数据交换,但这也给控制系统带来了时延等问题.在分析两种常见工业网络的时延特点之后,介绍了硬件在线仿真平台的构建,提出了理论与硬件在线仿真相结合的设计方法,即用平均时延对系统进行理论设计,再在硬件在线仿真平台上进行仿真和参数选择.某二阶系统的设计与仿真过程,说明了该设计方法的有效性.     

无人机自主着陆半实物仿真系统设计

无人机自主着陆系统设计是实现大型无人机自主着陆的关键课题。设计了一种基于分米波仪表着陆技术体制的无人机自主着陆半实物仿真系统,用于设计和验证无人机着陆引导系统的稳定性、可靠性以及相关性能指标,替代工程研制的实际试飞,避免承担风险和节省大量人力物力财力。无人机自主着陆半实物仿真系统设计包括分米波仪表着陆系统地面和机载设备模拟器、无线电高度表模拟器和激光测高仪模拟器、无人机数学模型仿真机和飞行控制仿真机以及仿真主控计算机等。实现了对无人机自主着陆全过程的仿真试验,仿真数据可作为研制无人机着陆引导实物系统的重要参考。     

一种基于虚拟维修仿真的交互式电子技术手册生成方法

基于并行工程思想,提出了一种基于虚拟维修仿真分析过程的结果数据制作装备交互式电子技术手册(IETM)的方法。主要研究工作为:构建了一种基于主题的IETM内容数据模型(CDM),给出了典型装备IETM的组成结构;分析了典型虚拟维修仿真分析过程中的结果数据;提出了虚拟维修仿真系统和IETM创作系统的并行集成框架,设计了集成接口和相关模型,在产品生命管理平台下实现了二者的集成;在基于Jack软件环境的虚拟维修仿真系统中,以某型榴弹炮为例,进行虚拟维修样机建模、维修任务生成、虚拟维修仿真,最后通过以上结果数据生成了该榴弹炮的4级IETM系统。     

基于OSG林地可视化系统设计与实现

森林、树木和花卉等植被实时可视化仿真是复杂虚拟园林环境中的重要组成部分.论文基于OpensceneGraph(OSG)和实时建模工具MuitiGen Creator(Creator)设计并实现了林分场景可视化系统.重点介绍了系统实现的框架和技术流程,并对如何在Creator中建立模型的层次结构关系进行了分析与研究.同时对该系统中使用的关键技术,如粒子系统、漫游设计和碰撞检测等实现方法进行了介绍.最后利用该方法对北京市八达岭地区林分场景进行了可视化模拟,模拟的场景逼真、自然,能满足用户实时交互的需要.     

欠驱动双足步行机器人运动控制与动力学仿真

以欠驱动双足步行机器人为对象,提出一种基于落脚位置控制的运动控制算法,并对其行走控制过程进行动力学仿真。首先基于三维线性倒摆模型(3D-LIPM)控制机器人的落脚位置,建立其行走姿态的虚拟约束,利用有限时间收敛反馈控制器对行走过程进行控制,实现了机器人的动态稳定行走。最后结合MATLAB的符号运算、SIMULINK和虚拟现实技术对其控制过程进行运动学和动力学仿真。实验结果表明控制算法是可行的。     

大型广场文艺表演的虚拟编排原型系统

大型广场文艺表演的技术进步和规模扩大使传统人工编排手段难以满足需要.为了降低设计风险和检验构思,提出了大型广场文艺表演中演员行为的人群运动模型,并开发了大型广场文艺表演虚拟编排原型系统,使导演能够在一个虚拟现实环境创作表演内容和预演表演过程.该原型系统包含二维智能编排系统和三维表演仿真工具两部分.二维智能编排系统用于虚拟编排表演内容,并生成虚拟编排脚本.三维表演仿真工具用于按照虚拟编排脚本产生仿真表演的三维动态场景.几何体实例化被用于提高渲染大规模人群的效率.这个原型系统在实践中证明了可用性.     

基于智能空间环境的群体行为建模研究

为了能够逼真模拟复杂虚拟环境中大规模群体行为,在国内外相关研究成果基础上提出一种基于分层智能空间环境的群体行为模型建模方法.基本思想是把传统的三维连续地理空间环境分解为一组局部智能空间环境对象,对象中不但存储有约束个体行为模型的基本约束信息,同时还储存有不同个体在环境不同区域可执行的行为信息.这样,虚拟环境中的个体可以在其所处的具体环境提供的信息的约束和指导下进行实时行为合成与决策.仿真实验表明,该方法不仅能够逼真的模拟大规模群体在复杂虚拟环境中的各种规范化行为,而且可以有效减少个体决策模型的计算量,提高模型运行效率.