SolidWorks 二次开发技术在风洞试验中的应用

针对风洞捕获轨迹试验中外挂物的位置和姿态角难以被直观观察的问题,建立一套基于SolidWorks技术的三维可视化系统。通过介绍开发环境和轨迹显示系统的总体结构,利用描述软件根据位姿信息对外挂物模型进行位姿变换,并在运功分析的同时进行了动态模拟外挂物的运动,实现了运动分析的可视化仿真。仿真结果表明：该系统可实现外挂物分离过程的实时显示,便于直观了解外挂物在投放过程中的位姿状态,对提高分析人员的决策速度和工作效率具有重要意义。     

射孔弹聚能射孔数值仿真系统

为了实现射孔弹聚能射孔可视化建模应用分析,文中提出一种基于VB的ANSYS二次开发的方法。该方法通过系统的接口集成与相关信息互操作,实现建模与分析过程的人机交互参数化设计。并借助实例验证所开发的系统可以实现建模计算分析和过程可视化,与试验值比较结果符合要求。     

一种基于风洞试验环境的轨迹捕获系统设计

为了对投放物（以下称外挂物）相对飞机的分离特性进行考察,设计了一种用于跨声速风洞试验的轨迹捕获系统,来模拟外挂物从飞机上释放时的运动轨迹。针对外挂物轨迹的捕获问题,设计出一种6自由度串联机械臂,并通过有限元方法分析其受气动载荷时的位置精度;对机械臂进行运动学分析,根据外挂物动力学方程设计出机械臂捕获外挂物轨迹的控制器,并对机械臂运动空间进行了仿真分析;对某外挂物运动轨迹和机械臂对该投放物的捕获轨迹进行了仿真模拟。结果表明：该试验系统的允许试验时间大于0.8 s,机械臂对外挂物各方向上运动轨迹的捕获误差不超过1 mm,满足试验精度要求,从理论上验证了所设计的风洞试验轨迹捕获系统对外挂物轨迹模拟的真实性。     

基于参考轨迹的失效卫星相对位姿建模与控制

以追踪星对非合作失效卫星的超近距离巡视为背景,对基于参考轨迹的失效卫星相对位姿建模与控制进行研究。根据非合作失效卫星在空间定轴慢旋的特性,通过在失效卫星表面确定一个兴趣区域,建立便于相对位姿动力学模型设计的参考坐标系与兴趣坐标系,从而便于位置与姿态2个方面的参考轨迹指令的实时计算;基于Hill方程和姿态动力学模型,推导基于非合作目标表面参考点的近似耦合相对位姿动力学模型;在此基础上,设计相对位姿耦合控制方法,并进行Simulink仿真实验验证。仿真结果表明:基于参考轨迹推导的相对位姿动力学模型简洁有效,设计的位姿耦合控制方法使系统具有较高的控制精度,相对位置控制精度为0.1 m,相对姿态控制精度为0.15。     

基于ADAMS的单兵手持式榴弹发射器动力学仿真

通过分析国内外榴弹发射器的研究现状和发展趋势,借鉴国外某型号小口径榴弹发射器,设计了一种发射25 mm ×40 mm小口径榴弹的单兵手持式高性能榴弹发射器。运用SolidWorks软件建立了其虚拟样机模型,采用经典内弹道学理论,通过VB软件编程计算获得了内弹道膛压及气室压力曲线,为后续仿真提供了载荷曲线。以多体系统动力学理论为基础,结合实际工作情况对所建立的三维实体模型进行简化和约束添加,通过动力学仿真分析,获得了枪机、枪机框和枪管在工作过程中的速度及位移曲线,验证了各机构的运动可靠性。     

VB6.0在榴弹CAD系统研制中的应用

文中介绍了基于VB6．0程序设计语言平台研制开发的榴弹CAD系统的构成及主要功能。借助VB可视化的用户界面设计功能,把榴弹各个不同功能模块很好地集成起来,提高了榴弹CAD系统的使用性能。同时该系统利用VB语言中的“shell”函数在各个模块间成功地调用了多个已有的成熟软件．提高了CAD的整体水平。实际应用表明这种方法还是非常有效的．可以在开发其他专用软件时使用和借鉴。     

高动态运动目标参数摄像测量方法与系统

提出了一种基于对极几何约束和竞争判决机制的多目标轨迹联接技术,设计并实现了一种高动态、高精度的多目标六自由度运动参数测量系统.该系统通过多台数字式高速摄像机从不同方向拍摄高动态运动目标,对采集到的序列图像进行分析,交会计算得到目标的三维六自由度运动参数,并可将三维结果可视化输出显示.本成果已成功应用于某国家重点科研任务,完成了大量高动态目标运动参数测量.     

X 型遥控模拟飞机三维飞行仿真系统

为提高训练效果,基于计算机可视化仿真技术,利用可视化程序开发工具软件VB6.0及应用程序编程接口DirectX,建立具有人机交互功能的X型遥控模拟飞机三维飞行仿真系统。三维飞行仿真系统的实现步骤包括3D模型的导入、X文件的载入、飞行运动仿真的实现和人机交互功能的实现。系统运行结果表明,该系统可以逼真模拟X型遥控模拟飞机的飞行操控动作,提高X型遥控模拟飞机操纵手的飞行操控训练水平。     

基于ROS的UR机器人遥操作系统设计

针对机器人的应用及研发中存在的智能化水平不高的情况,设计一种基于开源机器人操作系统ROS的遥操作系统.采用机器视觉技术将颜色球在摄像机下的运动位姿转化为 UR 机器人的运动位姿,实现对机器人的遥操作目标,基于开源机器人操作系统 ROS,设计了机器人遥操作系统,并进行实验验证.实验结果表明:该遥操作系统可以胜任对机器人的遥操作任务,并可简单地移植到其他机器人平台上.     

可移动六自由度并联机构的位姿参数辨识及误差分析

针对可移动的空间六自由度并联机构的位姿辨识问题,通过测量多种位姿状态下运动平台上任意一个测量点的绝对坐标,构建运动学方程组并进行优化求解,实现了未知方位的并联机构位姿参数辨识以及测量点在动系中的坐标辨识,再根据测量点的目标位置,求解出各驱动杆的调整量,从而实现并联机构位姿的运动控制。采用Trust-Region Dogleg优化算法实现了冗余方程的求解,并且通过实验进行了验证。仿真和实验表明,对测量点坐标的辨识精度高于对并联机构自身位置的辨识精度。当并联机构自身运动误差不大于0.02 mm时,运用此方法并联机构在绝对坐标系中的定位误差能够控制在0.3 mm以内。     

潜艇导弹水下弹道仿真研究

运用水下仿真技术,对系统采集的数据进行处理研究;建立运载器水下运动的数学模型;研究复杂环境条件对发射瞬间状态、水下弹道、出水姿态的影响;通过仿真技术较准确地预测和分析了运载器水中弹道。     

基于SolidWorks Simulation的新型鱼雷支架优化设计

针对传统鱼雷支架制作成本较高、占地面积大、不利于搬运等缺点,基于SolidWorks设计了一种可插拔式堆叠的新型鱼雷支架,该雷架采用注塑成型,在保证支架强度的同时,可极大简化支架的加工程序并降低成本,使其占地面积降至原有的1/10以下。同时基于SolidWorks Simulation插件完成该支架有限元分析以及结构优化,优化结果进一步证明了该设计方案的可行性。     

缓冲器对某型遥控武器站炮口扰动的影响

为减小某型遥控武器站连续射击时的炮口扰动,提高其射击精度,建立了一种遥控武器站动力学模型,对其缓冲器进行研究。按照炮身运动环4个阶段建立了运动微分方程得到炮身运动诸元以及缓冲簧的受力情况,并通过三维建模软件SolidWorks以及动力学分析软件RecurDyn,在缓冲器不同刚度、阻尼和预压力等条件下,对遥控武器站进行了连续射击的动力学仿真。该研究获得了炮口振动特性曲线,掌握了缓冲器对武器站连续射击炮口扰动的影响规律。     

一种适用于高动态制导飞行的大气航姿系统算法

为解决高动态制导飞行条件下航姿系统的可用性,从工程应用角度提出一种新的大气航姿自适应滤波算法,采用大气数据信息剔除滤波量测中的运动加速度,解决了内阻尼航姿算法在载体高动态机动时不能正确修正姿态的问题。基于MEMS惯性器件的大气航姿系统跑车试验结果证明,该算法合理可行,具有很好的鲁棒性,可以为高动态运动载体提供准确的姿态/航向信息。     

紅外地平仪在微型飞行器姿态测量中的应用

红外地平仪通过视场观测地平线，由此测得微型飞行器的姿态运动参数，是一种绝对姿态测量方式。给出了红外地平仪的测量原理，通过三轴组合结构实现全方位俯仰、滚转角的测量。试验结果表明：红外地平仪系统具有体积小、成本低、动态品质好等优点，比较适合微小型运动载体姿态测量。     

水下弹射模型弹弹道复现算法

介绍了潜射弹道导弹水下发射技术研究过程中的一些特点,假设了一种水下弹射模型弹运动参数的捷联式测量方法,导出了考虑发射潜艇6自由度运动条件下模型弹的初始运动条件,给出了弹体转动运动微分方程的方向余弦形式、四元数形式的解析解,推导了根据测量参数求模型弹的姿态角、质心坐标和速度的算法.     

空间大型末端执行器柔性绳索捕获动力学研究

针对绳索式末端执行器缠绕及捕获卫星过程中的动力学问题,采用绝对节点坐标方法描述横观各向同性柔性绳索的缠绕运动,及卡尔丹角描述刚体卫星的姿态运动,并引入绳索与目标间的非线性动力学模型,建立包含末端执行器固定环和旋转环、绳索及被捕获卫星抓杆在内的刚柔耦合动力学模型。结合广义α法以及工程上常用的Scaling技术,利用Matlab开发了计算程序,实现动力学方程的高效精确数值求解。计算结果表明：此模型能较好地模拟柔性绳索缠绕及捕获卫星的过程,同时给出捕获过程中卫星姿态的变化及绳索的运动和受力情况,为实际工程中捕获机构的设计和试验提供一定的参考依据。     

导弹姿态控制系统动态测试研究

分析了某型导弹姿态控制系统频域动态测试遇到的问题及时域测试结果，建立了姿态控制系统测试模型，并研究了其在时域内的快速动态测试方法。实验表明，所建立的测试系统模型是合理的，能够正确反映姿态控制系统的工作模态。     

低速滚转弹道导弹运动模型及变结构姿态控制系统设计

滚转是弹道导弹的一种新的突防手段,在主动段进行滚动飞行,可以减少强激光照射的驻留时间,有效对抗激光反导。导弹滚转会导致控制耦合、惯性耦合和气动耦合,特别由于采用力矢量合成的操纵方式,俯仰和偏航运动不能独立处理。介绍了滚转弹道导弹的推力矢量控制方式和运动模型,设计了一种具有鲁棒性能的变结构姿态控制系统,得到了有益的结论。