火炮虚拟样机的总体框架及初步应用

探讨了虚拟样机技术在火炮中的初步应用.在阐述火炮虚拟样机技术基本内涵的基础上,结合火炮武器装备研制的特点,提出了一种火炮虚拟样机的总体框架,建立了火炮武器系统设计、研制、试验和评估的集成化虚拟样机环境.以某车载火炮的总体方案为例,介绍了虚拟样机的建模、仿真,并分析了虚拟样机的性能,结果表明虚拟样机技术可有效地支持火炮武器系统的数字化设计研制.     

浅谈火炮虚拟样机技术及虚拟样机试验室

阐述火炮虚拟样机技术的基本组成和原理，明确虚拟样机试验室的难点和虚拟样机试验室对火炮产品开发的积极作用。虚拟样机技术包括数字化功能样机、虚拟工厂仿真，及功能虚拟样机。功能虚拟样机的实现分5个过程：建造、测试、验证、改进和自动化。对火炮虚拟样机，即火炮功能虚拟样机，其实现过程与一般产品系统的实现过程一致，只是针对不同产品所要解决的问题，5个过程中的侧重点有所不同。     

基于虚拟样机的机枪自动机结构参数优化

以优化机枪射击频率进而优化机枪频率匹配关系为目标,建立某型机枪枪身系统的虚拟样机模型.选择导气孔直径、活塞的有效横截面积、枪机框质量、枪机质量和枪机框缓冲簧刚度为优化变量.利用该机枪动态响应曲线测试结果及基于散布精度的射频优化理论确定该机枪良好频率匹配关系时的射击频率,最后采用序列二次规划算法对自动机结构参数进行优化.     

基于去虚二次多项式迭代的射角计算方法

针对火炮火控系统对射角计算效率要求越来越高的问题,提出了基于去虚二次多项式迭代的射角计算方法。该方法采用并行计算3个初始点对应的射程提高计算效率,通过去除相对较小的数值解虚部,保证二次多项式迭代计算射角持续进行到迭代结束。仿真验证结果表明,基于去虚二次多项式迭代的射角计算方法的射角计算效率在4核处理器硬件平台优于改进粒子群优化方法,平均高35%。     

辅助变量双迭代子空间追踪

提出了一种运用辅助变量的双迭代子空间跟踪方法。该方法采用秩一更新结构,构造两个无约束的代价函数,求其递归最小二乘解获得信号子空间。引入辅助变量使该算法可用于色噪声环境下的信号跟踪。为了简化运算,将推导过程进行了两次近似,运算复杂度大大降低。最后对跟踪结果正交化,获得了良好的正交性。仿真实验证明了该算法的有效性。     

某火炮协调器摆弹装置的故障仿真研究

针对某火炮协调器在摆弹过程中遇到的故障问题,采用虚拟样机技术进行研究.利用ADAMS和AMESim软件建立协调器虚拟样机模型和液压系统模型,通过联合仿真,结合实验数据进行校核,并通过设置摩擦、电机电压、液压缸内泄露等故障进行仿真.对比故障仿真结果与正常仿真值,得出不同故障参数对仿真结果的影响.结果表明:该方法可更真实、准确、有效地研究协调器的动态特性,可为故障诊断与维修提供参考依据.     

基于虚拟样机的某型速射迫击炮自动机运动学仿真研究

为获得某速射迫击炮发射时自动机的动力学响应,对该武器自动机虚拟样机的建模和仿真进行初步探讨和研究。在对某火炮自动机的结构组成和机构动作分析的基础上,应用ADAMS软件建立虚拟样机模型,并结合实验数据和理论数据对自动机连发射击仿真结果进行对比,再以虚拟样机为工具,对自动机的动力学特征进行仿真分析。结果表明,该样机是可行、正确的,可为修改该武器结构运动特性以及提高作战效能奠定基础。     

炮口扰动影响参数分析与优化研究

针对减小火炮炮口扰动问题,建立了某型榴弹炮的虚拟样机模型,考虑了后坐质量偏心、土壤介质、高低机传动间隙和蝶形弹簧的刚度与阻尼等因素,以炮口线速度和角速度表征炮口扰动,构建优化目标函数,通过灵敏度分析获得各因素对炮口扰动的影响程度,对炮口扰动进行优化.仿真结果表明,考虑了高低机传动间隙和缓冲制动装置的虚拟样机更能够反映火炮实际发射过程和受力规律,并且可以为炮口扰动优化提供一定依据.     

某高速自动机不同工作模式条件下断裂底火运动轨迹分析

针对高速自动机抛壳过程中断裂底火与弹壳分离造成火炮停射的现象,对断裂底火运动轨迹进行分析.根据实际火炮抽壳过程工作原理,利用虚拟样机技术,对抛壳过程动力学方程进行分析,构建抛壳机构模型,计算接触发生时刻的各参数指标,并通过虚拟样机对抛壳过程进行仿真.仿真结果表明:炮闩速度大于17.6 m/s时,断裂底火与箱体、下抱弹钩、挡板撞击过程发生分离将造成底火入膛导致火炮停射.     

线性系统闭环P型迭代学习算法的仿真分析

线性闭环P型迭代学习算法,针对一具体的LTI系统,运用四阶的龙格库塔方法.先求得序列值,再利用新产生的参数值和闭环学习律产生相应常数序列,然后一直迭代下去,用求其数值解的方法进行仿真.结论表明,该算法在对期望轨迹的跟踪中,很少出现一些不稳定的情况,其在收敛的有效性方面相对于开环更具优势.     

基于多体动力学的火炮虚拟现实系统实时仿真

对虚拟现实技术及其在火炮虚拟样机中的应用进行了研究.基于MultiGen Creator和Vega软件平台,开发出火炮虚拟现实仿真系统,论证了整个系统的软硬件配置,介绍了基于MultiGen Creator的建模方法以及整个虚拟环境的生成.设计了某自行火炮的动力学仿真发生器并将其应用于虚拟现实系统中.仿真结果表明,该系统能够逼真地演示出火炮行进、操瞄以及发射过程,满足了系统仿真的实时要求,可以对现代火炮设计起优化、参考作用.     

多约束条件下备件库存优化模型及分解算法

本文研究多约束条件下备件库存优化问题，建立了多约束条件下备件库存优化模型并给出了优化算法。此方法采用拉格朗日松弛原理将备件库存约束进行松弛，使各子问题仅是单项产品库存量函数的一维优化问题；利用次梯度法更新拉格朗日乘子并用一维搜索的方法给出各子问题的最优解；再利用拉格朗日启发式算法，求解原始问题的最终解。该方法的应用能够为解决多约束条件下备件库存优化提供新的途径。     

虚拟样机在火炮反后坐实验台设计中的应用

某型牵引火炮后坐装置的虚拟样机动力学模型以LMS Virtual.Lab为开发环境建立.先导入PRO/E模型文件进行简化,并添加约束关系建立火炮上架以上部分的实体模型.再借助Virtual.Lab用户自定义子程序模版TSDA,通过Fortran语言编程实现后坐与复进行程函数元素的添加.以0°全装药射击对虚拟样机进行验证,采用最大值法比较比后坐位移和速度的仿真值与实验值,所得误差在工程应用范围内,满足工程应用需要.     

空空导弹虚拟样机建模初探

虚拟样机技术是现代集成制造系统领域新兴的前沿技术．也是复杂战场环境下空空导弹性能分析和数字验证的主要技术手段。文中针对空空导弹虚拟样机建模的三个主要方面：建模原则、功能作用、关键技术展开论述．提出了层次化、模块化、标准化的建模原则．适应产品全寿命周期的功能设计及快速原型样机技术、面向对象的模型库技术等主要关键技术，最后对虚拟样机的发展趋势进行了展望。     

虚拟样机技术在火箭发射装置设计中的应用

针对火箭发射装置传统设计方法的不足,分析了虚拟样机相关软件Pro/E、ADAMS与ANSYS各自的特点,提出了虚拟样机技术在火箭发射装置设计中的应用,阐述了3个软件之间的数据传送方法。以某火箭发射装置的减速器为例,介绍了虚拟样机技术的应用流程。     

近炸引信虚拟样机技术研究

文章对近炸引信虚拟样机的概念进行了探讨,研究了虚拟样机设计环境、设计方法和引信系统、部件模型设计方法。以无线电引信为例,应用Matlab/Simulink软件平台构建了引信虚拟样机模型;利用Simulink环境的图形化建模能力和功能模块库开发了引信部件模型库。并以标准球为目标信号验证了引信部件模型,最后简述了虚拟样机技术的发展趋势。     

基于ADAMS的某发动机动态仿真

利用虚拟样机技术研究了某斜盘发动机的动力学特性．利用ADAMS软件建立了某斜盘发动机的参数化动力学分析模型，通过建立菜单和对话框采实现快速修改．对影响发动机性能的几个关键参数进行了参数化仿真分析，如斜盘分布圆半径、斜盘倾角以及导槽形式．结果表明，随斜盘倾角的增大，机构的输出转速也增大；直导槽形式的结构比“8”字导槽形式的结构运行更加平稳．与试验结果的对比结果说明了仿真模型的正确性、仿真结果的有效性以及利用虚拟样机技术研究发动机动力学性能的可行性．     

液压挖掘机多领域建模与仿真

针对机电液一体化系统联合仿真对硬件及操作人员要求过高的问题,提出基于同一仿真平台Matlab建立复杂系统虚拟样机的方法。以建立液压挖掘机虚拟样机多域仿真模型为例,采用Matlab软件SimMechanics工具箱、SimHydraulics工具箱和Simulink工具箱分别建立了液压挖掘机的机械系统、液压系统和控制系统仿真模型,并通过各模型间的接口技术,实现了机械、液压、控制子系统的有机集成。仿真结果证明:该方法可在样机设计阶段进行系统整体性能分析,能及时发现错误,降低开发成本,为复杂机电液一体化系统的多领域仿真分析提供了有效方法。     

基于虚拟样机技术的电传动履带车辆特殊运动性能仿真

为了评估电传动履带车辆的性能，采用虚拟样机技术建立了20 t级履带车辆的电机驱动系统模型和车辆动力学模型，构建了机一电联合仿真模型。进行了中心转向、通过崖壁和壕沟等特殊运动的仿真评估，结果表明：车辆性能达到了设计要求，采用联合仿真的方法为电传动履带车辆的性能预测和评估奠定了技术基础。