基于虚拟维修系统的配件模型实时移动方法

给出Pro/E中的3种坐标系以及配件在Pro/E中的位姿矩阵。研究配件模型在各种坐标系下的位姿矩阵变换,分析基于鼠标控制的模型实时移动方法。以Pro/Toolkit为工具,对Pro/E进行二次开发,在Pro/E中实现配件的实时移动,为构建虚拟维修系统提供技术支持。     

基于SR-IOV的IO虚拟化技术

虚拟技术经过多年的发展,CPU虚拟化与内存虚拟化均已成熟,而I/O虚拟化方面却未出现大的变化,成为当前虚拟技术性能提高的瓶颈。近期Intel公司提出的SR-IOV技术通过在硬件层增加虚拟支持,与原有I/O虚拟化中采用的Passthrough技术相结合,极大的提高了物理设备的使用效率和客户域的I/O性能。文章在总结虚拟技术中采用过的I/O模型基础上,分析了SR-IOV技术的实现和特点。     

三维虚拟维护训练系统关键技术研究

针对三维虚拟维护训练中设备拆装操作复杂的问题,提出一种通用的拆装关系数 据格式和处理方法,可方便定制各种设备的拆装训练应用;提出一种高效简洁的自动轴对齐约 束拆装操作方法,并以此设计实现了一种二维屏幕空间的移动拖拽器。通过OSG 引擎进行场景 渲染和管理,分析了系统的体系结构和场景组织设计,开发了一套虚拟拆装训练三维仿真系统, 实现了拆装操作记录的统计和报表输出。应用结果表明,该系统具有较好的实时性和显示效果。     

三维虚拟火电厂参数化模型库的实现

为提高火电厂三维虚拟建模的效率,结合火电厂设备的特点,提出基于Pro/E二次开发技术Pro/Toolkit的参数化设计流程和方法。对三维虚拟火电厂的架构进行认知,明确火电厂应用领域参数化建模的要求;以Pro/E软件为开发工具,通过分析比较其二次开发工具的优劣,选择Pro/Toolkit技术来完成开发设计;在此基础上设计三维虚拟火电厂常用设备组件的参数化模型库,使用VC++编程语言实现友好、高效的交互界面,以电力变压器为实例阐述基于Pro/toolkit二次开发技术的参数化设计过程。该方法解决了采用三维实体造型技术来进行三维建模时重复建模、工作量大、效率低下等问题,提高了建模效率,降低了建模难度,节约了建模成本。     

设备拆装混合现实系统中的拆装逻辑设计

针对机械部件在拆装过程中存在设备投资大、损耗程度高、危险性大、拆装效率低等问题, 本文采用混合现实技术, 设计出一套虚拟拆装系统. 其中, 拆装逻辑是拆装系统的核心, 拆装系统的通用性取决于拆装逻辑的设计. 为了解决虚拟拆装系统通用性差的问题, 本文通过对常见机械模型的连接方式和装配关系进行分析和总结, 设计出一种基于图遍历算法的数据结构来表达各个模型的逻辑关系, 并针对特种阀门、六关节机械臂等设备的拆装进行实验. 实验结果表明: 该拆装逻辑解决了拆装顺序的可定义和通用性等问题, 能够对模型部件按工艺流程进行虚拟拆解和装配, 最终实现虚拟拆装系统的通用性.     

基于实时嵌入式系统的串口设备驱动技术研究

针对基于VxWorks嵌入式系统的设备驱动的设计与实现展开研究。在分析系统层次结构和设备驱动调用关系的基础上,对基于VxWorks嵌入式系统的设备驱动框架结构设计,提出了虚拟设备驱动层这一理念,虚拟设备驱动层处在I/O系统和真实驱动程序之间,通过虚拟设备驱动层来统一管理各真实硬件驱动,同时还管理着I/O系统和真实驱动程序之间的通信;通过给出的读写环形缓冲区解决了低速设备和处理器两者的速度同步问题,大大降低了系统开销,提高了驱动程序的性能;通过使用虚拟设备驱动层这一理念开发设备驱动在可靠性和实时性方面都能满足应用要求。     

虚拟DPU技术在机场桥载设备控制中的应用

为打好蓝天保卫战,落实民航节能减排工作,提倡并推广在民用机场使用桥载设备代替飞机辅助动力系统,桥载设备的安全可靠控制亦能够有效保障飞机的稳定运行;文章基于DCS系统平台,利用虚拟DPU技术设计实现了一个机场桥载设备控制系统,减少了硬件DPU、I/O卡件的使用,降低了控制系统成本;系统利用工业级串口服务器作为中间设备与虚拟DPU进行数据通信,实现对桥载设备的数据采集和生产控制,同时利用DCS系统的控制算法实现了机场桥载设备的运行能效分析,为运维管理提供了有效技术支撑;控制系统的网络通讯负荷率不大于20％,虚拟DPU的平均负荷率测试不大于40％,整个系统的可利用率大于99％;该系统已在四川绵阳机场现场应用,取得良好效果,且各项指标满足生产需要,为虚拟DPU技术在工业环境中的应用提供参考.     

三维仿真及Java在液压零件库开发中的应用

通过应用两种三维仿真软件Pro/E及UG,结合它们的优势,完成了若干系列装备液压系统零件库原始虚拟样机的建立,同时解决了三维模型虚拟样机在Java网络环境下的嵌入式应用,以SQL Server 2000作为系统后台数据库,应用成熟的Java技术完成对系统零件库的各种网络应用功能,从而开发了一个具有扩展功能的实用化网络装备液压系统零件库.最后提出了在此零件库基础上利用Lab View技术实现虚拟零件实验的设计思路.     

云数据中心 I/O 资源池化

近年来,云计算的发展为数据中心带来了新的应用场景和需求.其中,虚拟化作为云服务的重要使能技术,对数据中心服务器I/O系统的性能、扩展性和设备种类多样性提出了更高的要求,沿用传统设备与服务器紧耦合的I/O架构将会导致资源冗余,数据中心服务器密度降低,布线复杂度增加等诸多问题.因此,文章围绕I/O资源池化架构的实现机制和方法展开研究,目标是解除设备与服务器之间的绑定关系,实现接入服务器对I/O资源的按需弹性化使用,从根本上解决云计算数据中心的I/O系统问题.同时,还提出了一种基于单根I/O虚拟化协议实现多根I/O资源池化的架构,该架构通过硬件的外设部件高速互连接口多根域间地址和标识符映射机制,实现了多个物理服务器对同一I/O设备的共享复用;通过虚拟I/O设备热插拔技术和多根共享管理机制,实现了虚拟I/O资源在服务器间的实时动态分配;采用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array)构建了该架构的原型系统.结果表明,该架构能够为各个共享服务器提供良好的I/O操作性能.     

微机接口虚拟中断实验的研究和实现

虚拟实验是随着现代计算机技术的进步而产生和发展的一种实验模式。分析目前微机接口实验模式存在的问题和不足,并根据该课程的具体特点,对微机接口虚拟实验的设计思想和实现原理进行了深入研究,以截获用户实验程序I/O指令的VDD虚拟设备驱动技术为基础来设计和实现虚拟实验。中断系统是微机系统的重要组成部分,重点阐述了虚拟中断实验的具体实现方法。实验结果表明,微机接口虚拟中断实验能较好地满足教学的要求,不占用系统硬件资源,具有实验容易、灵活等特点。     

基于VR技术的虚拟维修仿真系统设计与应用

针对产品并行研发模式下的维修性问题,将虚拟现实技术引入到产品维修仿真中,即在计算机生成的虚拟现实环境中对产品进行维修仿真分析。文中以单通道被动立体投影系统为虚拟现实环境,以DELMIA、VRCO VisTool、CDVI、Pro/E等软件为虚拟现实软件系统,构建了一个虚拟维修系统,阐述了系统中VR外设集成、环境建模与数据转换、碰撞检测、人机工效和立体显示等关键技术。最后以某型雷达天线转台维修为例,验证了虚拟维修的有效性。     

PDSS 虚拟机的设计

本文针对可编程器件仿真系统设计中有关中断处理、I／O端口访问冲突等技术难题,将虚拟机的思想应用于PDSS,完成了PDSS虚拟机的设计。本文在介绍PDSS虚拟机结构及功能模块的基础上对虚拟机设计中有关虚拟内存管理和虚拟中断处理两个技术难题进行了较详细论述,给出了具体的处理方法,较好地解决了可编程器件仿真的问题。     

农机监控调度系统的设计与实现

针对目前农机作业中信息发布滞后、农机资源调度不合理、效率低下等问题,提出一种基于地理信息系统(GIS)、通用分组无线业务(GPRS)及全球定位系统(GPS)技术的农机监控调度系统,运用GPRS数据传输技术和GIS组件MapObjects,实现农机作业信息的即时采集与监控调度。为满足实时计算的需要,采用A-Star寻路算法规划农机的调度路径。应用结果表明,该系统能有效管理和调度农机,提高作业效率。     

基于轻量级虚拟机的透明计算系统

基于虚拟机的透明计算系统MMNC-VX实现了未经修改的操作系统在透明计算环境中可按需加载,但其性能与同配置PC相比有较大差距。针对该问题,提出一种基于轻量级虚拟机的透明计算系统,仅虚拟网络设备,减少了由全虚拟化带来的开销,利用设备模型将用户操作系统的存储I/O请求重定向到服务器上处理,实现透明计算。经测试,原型系统性能与同配置PC基本相当,与MMNC-VX相比有较大提高。     

一种基于虚拟机的高效磁盘I/O特征分析方法

于磁盘系统的机械运动本质,磁盘系统I/O往往会成为计算机系统的性能瓶颈.为了有效地提高系统性能,收集和分析应用系统的磁盘I/O特征信息将成为性能优化工作的重要基础.与以往I/O特征分析方法不同,给出了一种基于Xen 3.0虚拟机系统的磁盘I/O特征在线分析方法.在虚拟机环境下,该磁盘I/O特征采集方法可以透明地应用于任意无须修改的操作系统.该方法可以高效地在线采集多种基本I/O特征数据,其中包括:磁盘I/O块大小、I/O延迟、I/O时间间隔、I/O空间局部性、时间局部性以及磁盘I/O操作热点分布.通过测试和分析,该在线I/O分析方法有着较小的系统开销,并且对应用系统I/O性能的影响很小.此外,还给出了在大文件拷贝、基于Filebench的filemirco和varmail等工作负载下的I/O特征分析结果.     

基于国产平台的虚拟化操作系统架构研究及其实现

高性能计算操作系统面临独特的需求与挑战,这些需求与挑战涵盖并发与高效、系统弹性与容错、异构性、I/O和访存带宽、低噪等诸多方面。传统宏内核操作系统并不能完全满足HPC领域的独特需求,因而需要为HPC定制操作系统。提出虚拟化操作系统架构,该架构主要包含两部分：（1）虚拟机监视器与轻量级内核相结合的虚拟化操作系统架构;（2）支持分时复用虚拟机与空间分割虚拟机相结合的虚拟机监视器架构。在国产平台上设计并实现了一个简单的系统原型Hypervk,说明了上述架构的可行性。初步的实验结果表明,系统具有较好的效率、低噪特性与可行性,在一定程度上可以满足HPC操作系统独特的需求。     

基于框架的虚拟装配系统研究

根据框架理论构建虚拟装配系统,将典型装配过程性知识封装到过程框架中并在系统中保存。系统采用场景匹配的方式来捕获用户的交互意图,提高了系统的认知能力。以匹配成功的过程框架引导装配活动,并根据框架中规定的动作和时机来完成装配件的精确定位,有效克服了操作者通过交互设备对装配零件运动控制不精确的问题。     

基于设备代理机制的虚拟机动态迁移技术研究*

在刀片服务器、数据中心等虚拟环境下,对服务的不间断保障能力有很高的需求,因此,需要在动态迁移中虚拟机能不间断访问I/O等设备。对此,提出了设备代理机制。设备代理机制主要包括设备代理、远程设备访问和设备动态交换三个模块。设备代理模块主要处理在动态迁移期间的I/O事务和虚拟设备状态;远程设备访问模块让虚拟机像从本地一样从远程访问I/O等设备;设备动态交换模块允许虚拟机重新动态地定向到物理设备。实验表明,设备代理机制确实在迁移期间保证了I/O服务不间断,并提高了其服务质量。     

基于虚拟机的透明计算设备子系统设计及实现*

为解决在现有透明计算系统中磁盘等设备的虚拟化,需要对操作系统进行修改才能在端计算机上运行的问题,提出透明计算系统中一种基于虚拟机技术的设备子系统。以Intel VT硬件级虚拟支持和Xen虚拟化技术为基础, 在全虚拟化的虚拟机上运行用户操作系统: 通过运行在管理域用户空间中设备模型的虚拟磁盘和网络驱动,将用户域访问磁盘和网络的I/O请求跨网络地重定向到服务器进行处理, 从而实现端计算机上多操作系统的远程运行。在VT硬件平台和Xen虚拟机监控器上实现了原型系统,验证了该方法的可行性。