对接半物理仿真系统中的自适应柔顺力控制研究

为实现空间航天器对接过程中的强制校正和拉近阶段过程的半物理仿真,提出了一种六自由度并联运动平台的基于位置闭环的力控制方法.针对强制校正和拉近过程中两飞行器之间连接刚度大范围变化,设计自适应力控制器解决了刚度参数时变对系统性能的影响.试验结果表明自适应柔顺力控制可以实现强制校正和拉近阶段过程的有效模拟.     

遗传算法中两种学习机制的混合应用

在遗传算法中引入个体学习机制能够提高算法的性能,避免算法收敛过慢或陷入局部最优.常用的个体学习机制有两种,即拉马克学习与鲍德温学习,通过分析比较了两种学习机制在遗传算法中的性能差异,指出了它们各自的优势与不足.为进一步提高算法性能,基于"学习潜能"的新概念及利用鲍德温学习挖掘个体学习潜能的方法,将两种学习机制有机结合在一起,使学习的优势得到充分发挥,使其不足得到有效抑制.数值试验结果表明,包含两种学习机制的新算法取得了很好的效果.     

基于并联机构运动范围的自适应洗出算法

由于传统的自适应洗出算法中各通道之间没有联系,只能以牺牲动感模拟逼真度为代价来保证运动平台在复合运动下各作动筒不超过其运动限制。为解决这一问题,提出了一种将运动平台在当前位姿下各自由度的运动范围引入到自适应洗出算法代价函数中的改进方法。该方法减小了由于复合运动造成的作动筒超限的可能性,使得洗出算法的参数能够更加开放,提高动感模拟的逼真度。通过起飞和着陆数据进行验证,结果表明该方法能够充分利用运动平台的运动空间,拓展了动感信号复现的频宽,提高了动感模拟的逼真度。     

基于PC的飞行模拟器中面向对象的空气动力学模型

飞机的空气动力学模型是飞行模拟器仿真软件中非常重要的组成部分,它直接反映了被仿真飞机的气动特性.由于该模型中包含众多的气动数据和复杂的数据处理过程,所以高效的实现此模型的功能是开发高逼真度飞行模拟器项目的关键.考虑到基于面向对象C 语言的特点和MATLAB快速实现实时仿真应用的优势,我们实现了空气动力学模型的编制并将其成功应用于自行开发的基于PC的飞行模拟器中.此方法增加了程序的结构性和可移植性,使其便于维护并可以适用于不同的机型,同时也为下一步制定模拟机软件框架积累了经验.     

基于复合单叶双曲面的广义Stewart平台全局动态各向同性优化设计

标准Stewart平台对负载的苛刻要求使其无法实现完全动态各向同性,而基于复合单叶双曲面的广义Stewart平台以解析形式给出了其满足局部完全动态各向同性的参数约束条件,打破了对负载特性的限制.为进一步衡量广义Stewart平台在大运动范围下的模态频率特性,文中基于模态分析理论,提出了一种新的全局动态各向同性指标;以此为优化目标,以局部完全动态各向同性解析条件为约束,提出了满足局部完全动态各向同性且在全域工作空间内具有最优全局动态各向同性的结构优化方法.设计实例表明,该方法为大运动范围Stewart并联平台的设计提供了新路线.     

飞行模拟器视景系统的设计与实现

飞行模拟器视景系统是飞行模拟器的重要组成部分,和其它视景系统相比飞行模拟器视景系统具有其自身的特点,包括场景覆盖范围大、涉及的场景对象复杂、视场角较大、对虚拟环境模拟和系统实时性要求较高等特点.针对于这些特点以及整个模拟器应用对视景系统的要求,对飞行模拟视景系统的视景数据库、多通道组网结构以及仿真程序进行了设计,给出了基于Creator/CTS/VegaPrime实现整个系统的开发流程,并对系统实现中的关键技术,包括多通道同步技术、大场景数据库的调度和实时绘制技术、环境模拟技术等进行了较为深入的研究.整个视景系统应用于飞行模拟器平台,实现了对于飞行模拟视景系统特定功能和性能的要求,能够在保证实时性要求的前提下达到预期的视觉效果.