虚拟维修通用仿真软件系统的设计

针对目前装备维修保障的现状，基于高层三维图形开发环境，开发设计一套虚拟维修仿真系统，适用于各种装备的虚拟维修训练仿真。通过MultiGen Creator建立三维的装备实体模型，利用C＋＋编程，调用Vega API函数，开发仿真程序。从系统开发软件入手，给出了虚拟维修系统框架结构，并通过模型建立、虚拟人控制、程序控制实现和视景驱动控制进行虚拟维修系统的开发。通过对诸多方面进行逐步分析与设计，给出了进行虚拟维修训练开发关键技术解决方案，并将该方法成功应用于某型导弹的虚拟实验室。     

无人机动态测试、仿真与训练系统设计

无人机动态测试、仿真与训练系统包括地勤检测平台、联调仿真环境和虚拟训练环境,能够对无人机进行动态测试和控制,满足日常操作训练要求.地勤检测平台使用了便捷式测试仪,在满足无人机地勤检测需要的同时,能够方便地勤准备,缩短准备时间;联调仿真环境利用分布式交互仿真技术和虚拟现实技术,构建虚拟无人机,通过遥测和遥控设备完成无人机各部件的动态测试和综合演练,同步生成三维视景,方便地面分析和控制;在联调仿真环境的基础上,虚拟训练环境对精密设备,大型设备以及电磁设备进行虚拟化处理,方便日常操作训练.     

某型装备虚拟操作训练系统研究

针对某大型复杂装备的操作训练,提出了基于HLA和A gent的分布式虚拟操作训练系统设计方案,将系统设计为一个包括九个联邦成员的操作训练联邦。每个联邦成员都是一类过程仿真系统,联邦成员的核心是虚拟操作训练子系统,采用面向A gent的方法进行设计,该子系统的核心是操作训练过程仿真模型。所设计的虚拟操作训练系统技术先进、实用性强、虚拟环境逼真度高,提高了操作训练水平,节省了经费开支。     

基于OpenSceneGraph的无人机雷达载荷视景仿真应用研究

为了实现无人机视景仿真训练中合成孔径雷达（Synthetic aperture radar-SAR）载荷的仿真,本文采用开源仿真平台OpenSceneGraph（OSG）,设计一种SAR雷达图像仿真的方法。该方法在OSG的基础上,采用GLSLang（OpenGL Shading Language）渲染技术,解决雷达图像的渲染,并实现雷达图像的地面站显示。最后设计仿真流程并对该方法进行仿真验证。仿真结果表明,本文设计的方法能够实现无人机SAR雷达视景仿真的功能,为无人机雷达载荷视景仿真提供一种新的技术途径,并在某型无人机仿真训练中得到应用。     

基于视景仿真的加油车虚拟维修系统

阐述了维修训练的现状,并结合目前加油车在维修训练中存在的问题,提出将虚拟维修应用于加油车维修训练中。技术实现上,应用视景仿真软件Creator的层次化结构、纹理映射和LOD等技术,建立、管理和优化模型。在Vega中设计仿真程序,实现基于鼠标的虚拟维修训练操作。     

通用装备虚拟维修训练系统的设计与实现

着眼装备使用维护人员的训练需求,探讨了通用装备虚拟维修训练系统所应具备的功能。采用将训练科目解析为由多道操作工序构成的层次模型,并以有限状态机的方法处理操作工序状态,以基于三维虚拟场景的关键帧动画表现各工序动作的设计思路,基于自主研发的视景仿真软件平台开发了支持三维交互式训练的通用装备虚拟维修训练系统。最后介绍了系统的应用模式和案例。     

装备分布式虚拟维修训练云仿真关键技术

传统分布式虚拟维修训练系统仿真任务和仿真设备耦合度高,系统仿真效率低,扩展困难;同时,作为分布式交互支撑的高层体系结构(HLA)和运行支撑框架(RTI)仅适用于局域网络,无法实现大范围的仿真资源共享和维修协同互操作。借鉴云计算和云仿真思想,提出了一种应用于装备虚拟维修训练领域的云仿真体系结构和框架实现方案;研究了面向Web服务的广域网RTI组件层次化体系结构,设计了基于Web服务的仿真邦员,实现了仿真过程监控和远程邦员任务迁移功能;基于最小调度法实现了仿真平台的动态负载平衡,研究了平台的可视化仿真功能和仿真数据的分布式存储技术。在此基础上完成了某型装备的虚拟维修训练网络化仿真开发,初步证明了虚拟维修训练云仿真的可行性和有效性     

无人机视景仿真平台设计与实现

在Visual Studio开发环境下,利用DirectX 9.0设计并实现了无人机视景仿真平台;仿真平台的通信系统可通过多种通信方式获取仿真数据;根据DirectX中3D仿真技术特点以及无人机视景仿真需求,设计并实现了无人机在DirectX世界坐标系中的姿态变换方法;根据无人机视景仿真特点,设计了虚拟摄像机视场角控制方法;仿真平台仿真效果生动逼真且运行稳定,具有很强的实用价值,在无人机研制过程中起到了重要作用。     

Vega开发无人机模拟飞行视景系统

"某型无人机模拟飞行系统"是一个用于模拟无人机飞行的全任务试飞仿真系统,而视景系统作为整个仿真系统的终端显示平台,其开发的优劣直接影响到整个系统的综合性能;针对传统视景系统建模周期慢、仿真效果差等特点,提出了一种利用仿真软件Vega开发视景系统的方法,使用Creator中的"贯通面"、LOD、DOF技术建立了逼真的无人机和地景模型,Lynx搭建底层模型文件,基于MFC的Vega编程控制无人机位姿、视点、舵面偏转等,至此完成无人机视景系统的驱动;无人机试飞实验证明,该视景系统取得了比传统视景系统更好的效果。     

基于HLA的平台级视景仿真系统设计研究

随着计算机仿真技术的发展,在大型分布式仿真系统中,单一的视景仿真系统已经不能满足复杂系统仿真的应用需求,基于高层体系结构(HLA)的视景仿真是主要的解决方案.论文结合视景仿真技术和分布式仿真技术设计并实现了一种分布式视景仿真系统,用于武器平台的训练和试验环节,并结合虚拟仿真平台的战术特点,设计实现了相应的武器平台视景仿真系统,对平台操作训练仿真、战术推演验证仿真系统的设计等都具有指导作用.     

基于虚拟现实的无人机维修训练系统的开发

为了改善作为复杂武器装备的无人机(UAV)在结合实装进行操作训练时所出现的效率低、代价高、训练内容片面等问题,开发研制了基于虚拟现实的UAV维修训练系统.阐述了系统的结构设计及系统各模块的功能实现.对系统设计实现中模型的建立,模型的驱动,及基于驱动软件Vega Prime的几个关键问题进行了个性化的探讨.最后,在整个系统实现网络互联的问题上,给出了其高层体系结构(HLA)架构设计.无人机虚拟维修训练系统的设计实现,不仅使操作培训更加方便、安全;缩短了培训周期、降低了培训费用,而且有力的改善了目前无人机结合实装进行操作训练的局限性.     

四旋翼无人机飞行过程孪生仿真研究

为了满足无人机在实际飞行过程中的虚实交互、实时响应和精确控制等要求,以四旋翼无人机的飞行过程作为任务需求,提出基于数字孪生技术的四旋翼无人机飞行过程仿真研究。搭建了四旋翼无人机飞行数字孪生系统架构,分析了数字孪生体仿真数据的流向及其作用,并对四旋翼无人机飞行数字孪生系统的功能和意义进行了介绍。从几何、物理、行为和规则等四个方面融合构建了四旋翼无人机的数字孪生体模型。最后进行了四旋翼无人机巡航过程的案例研究,通过仿真案例中的各项参数分析,考察了虚实无人机之间的交互性,证明了数字孪生体模型的精确性,验证了四旋翼无人机飞行数字孪生系统的可行性。     

具有JTIDS接口的无人机仿真系统

建立了一个具有联合战术信息分发系统接口的无人机仿真系统.在该系统中建立了某型无人机的动力学仿真模型,其气动系数均通过风洞试验获得,并采用单纯形调优法求取无人机初始状态;设计了控制无人机姿态和控制飞行轨迹的内外环控制系统模型;根据联合战术信息分发系统特性,采用模块化方法建立了联合战术信息分发系统接口,使操作员能通过仿真数据链对无人机动力学模型进行任务控制和状态监视.最后进行了虚拟任务仿真试验,结果表明该系统可以满足一定的战术任务需求.     

无人机三维视景仿真系统实现

无人机传统地面站系统数据回显主要采用二维数字和图表曲线形式,操作人员不能对在三维空间内飞行的无人机的飞行状态有一个直观的感受。为了配合无人机地面站操作系统,以某新型无人机为应用背景,结合虚拟现实技术的相关理论,论述了在无人机地面站系统上加入三维视景部分。该系统在无人机飞行仿真的基础上,基于Creator和Vega软件,构建了无人机弹射起飞、巡航飞行的场景,实时动态地再现了无人机飞行的全过程,最后给出了系统的实施效果,仿真效果理想。     

Comparative analysis for periodical and random servicing systems considering different working circumstances: A textile application

As is in the textile industry, in some industries the selection of the operator servicing system to improve machines’ efficiencies is made intuitively or according to historical experiences generally. However, these preferences are not felicitous in any case. On the other hand, to estimate and analyze the machine efficiency in the case of multimachine assignment is a difficult issue due to machine interference problem. The solutions proposed such as the prepared tables, analytical formulas and queuing theory are generally for a limited number of machines and involve complex and tedious calculations and are generally insufficient for detailed analysis. In this paper, considering some working circumstances, the effect of random and periodical operator servicing systems on the machine efficiency is compared by using simulation methodology. Also, the algorithm of one of the simulation programs used is given. This study indicates that if the average stoppage rates of the machines assigned to the operator is small and the numbers of these machines are large then the random operator servicing system has superiority over the periodical operator servicing system.     

无人机虚拟维修训练系统关键技术研究

针对传统无人机维修训练的不足及虚拟维修训练系统设计的现状,提出了突显机电类装备特点的无人机虚拟维修训练系统设计思想,将装备的外观模型和机理模型分离开来,以场景优化、交互控制、数据储存、过程控制及实时通信等关键技术为研究重点.利用过程控制模块模拟无人机的动态工作过程,数据存储模块提供故障诊断需要的遥控遥测指令及电流电压等信息,借助实时通信模块搭建样机与检测设备的通信桥梁完成无人机故障诊断训练.最后,以某型无人机的飞行控制柜为例进行验证,结果显示在实时性及逼真度方面均达到了较好的效果.该系统开发简单,达到了机电类装备维修训练系统开发的要求.     

无人机操纵模拟训练中的VR技术

本文介绍了VR技术的基本概念,阐述了虚拟现实技术的核心思想,给出了用虚拟现实技术创建无人机操纵模拟训练系统的基本方法,具体说明了其中系统的整体构成,最后给出了系统将来的扩展情况.     

A hierarchical controller for miniature VTOL UAVs: Design and stability analysis using singular perturbation theory

This paper presents the design and the stability analysis of a hierarchical controller for unmanned aerial vehicles (UAV), using singular perturbation theory. Position and attitude control laws are successively designed by considering a time-scale separation between the translational dynamics and the orientation dynamics of a six degrees of freedom vertical take-off and landing (VTOL) UAV model. For the design of the position controller, we consider the case where the linear velocity of the vehicle is not measured. A partial state feedback control law is proposed, based on the introduction of a virtual state into the translational dynamics of the system. Results from simulation and from experiments on a miniature quadrirotor UAV are provided to illustrate the performance of the proposed control scheme.     

无人机载荷图像仿真平台的设计与实现

无人机有效载荷图像仿真平台为无人机操作员训练、地面站建设、以及指挥控制和通信系统提供必要的模拟数据和模拟环境，是研制无人机系统及其测控与通信系统的重要部分。该文讨论了如何基于相对低成本的PC机和图像处理与传输技术构建一个完整的无人机有效载荷图像仿真平台。该平台可以接收无人机及其指挥控制系统的各种状态参数以及控制指令，通过图像处理，模拟实际情况生成有效载荷图像数据，并实时下传，以验证无人机及其指挥控制和通信系统的概念结构和工作过程。     

基于Multigen的无人机任务飞行仿真系统

介绍基于Multigen仿真软件Multigen Creator, Creator Terrain Studio和Vega Prime的无人机任务飞行仿真系统,在Vega Prime中建立无人机的飞行控制运动函数,实现无人机模型在虚拟仿真场景中的六自由度运动。基于.NET 2003环境下多线程编程技术和SBS网络数据传输,实现该系统的实时应用。仿真结果表明该系统能较好地模拟无人机作战飞行任务。