水下滑翔机器人控制系统设计与实现

本文以水下滑翔机器人为研究对象,首先简要介绍了水下滑翔机器人的总体结构,然后重点研究了其控制系统的设计方案,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,通过水下滑翔机器人湖试验证了控制系统设计合理,运行正确,实现了水下滑翔机器人的基本运动。     

柔性机器人水下运动的建模与仿真

本文以柔性机器人水下环境中的柔顺运动为研究对象,建立了柔性机器人水下运动的动力学模型。并运用VC 6.0和Matlab7.0进行仿真,结果显示了柔性机器人在水下环境中良好的运动学特性。     

多水下机器人水声网络仿真框架设计

为了满足多水下机器人系统的仿真需求,根据水声信道和水声通信机模型,设计了一个基于局域网的水声网络通信协议仿真框架。该框架能够为分布式交互的水下机器人网络提供一个共享的虚拟水声信道,模拟通信协议在多个水下机器人节点上的运行情况。最后给出的是一个典型网络拓扑下ALOHA协议的仿真结果。     

多水下机器人视景仿真系统技术研究

该文介绍了多水下机器人群体分佰式智能控制软件的视景仿真系统。以MultiGen Creator建模,利用实时视景开发软件包OpenGL Performer,采用POSIX Thread多线程技术,在Linux环境下开发了分布式多水下机器人三维视景仿真平台。实现了多水下机器人分布式智能控制软件系统的实时视景仿真,保证了整个系统的信息共享与时间同步。同时该文讨论了该视景仿真软件的开发过程以及整个系统的体系结构和信息流程。试验结果表明,该视景系统可逼真演示多水下机器人编队水下航行、作业等过程,并满足系统仿真的实时性要求。     

自治水下机器人实时仿真系统开发研究

针对自治水下机器人(AUBs)开发和研究中的瓶颈问题,该文开展了AUV实时仿真系统的研究工作。该文提出了采用半实物实时仿真模式,建立实时仿真系统平台的方案,并对实时仿真系统平台的硬件结构和软件结构进行了详细设计。在方案设计的基础上,正在进行实时仿真系统平台开发和研制工作。     

基于UE的水下机器人动态仿真平台设计与实现

仿生水下机器人需要大量的训练数据来模仿水下生物的各种任务;然而,真实物理环境中的高成本使得仿真成为应对这一挑战的可行工具;目前,多数的仿真平台对于仿真环境的设计较为简单,缺乏在保证模拟真实性的条件下构建大型复杂场景的能力;为了解决仿真平台环境建模能力的不足,提高仿真效果的可视化程度,采用虚幻引擎（Unreal Engine,UE）、AirSim和分布式算法仿真平台（Distributed Algorithm Simulation Platform, DASP）相结合的方案,设计了一款应用于仿生水下机器人的动态交互仿真测试平台;并通过LQR控制器控制仿生机器鱼跟踪目标轨迹对仿真平台的可视化和有效性进行了测试;仿真结果表明该仿真平台在交互性、真实性、可视化和仿真效果等方面表现出较高的优势。     

水下船体清刷机器人运动分析及仿真

本文分析了水下船体清刷机器人的运动,建立了机器人运动学方程,根据所设计的伺服控制系统对机器人系统进行了运动仿真.结果表明,所设计的机器人系统鲁棒性好,满足设计要求.     

多机器人三维仿真与离线编程系统设计

以支持二次开发的三维实体造型软件为开发平台,通用的C++为编程语言,开发了多机器人三维仿真与离线编程系统。离线规划的典型协作运动作业文件在仿真与真实系统中都完成了所规划的协作运动,由此验证了仿真系统具有多机器人三维仿真与离线编程功能。     

基于大地形管理的水下机器人视景仿真系统

研究水下机器人视景系统优化设计,针对水下机器人的航行环境具有不可接近性和未知性的特点,为创建水下海洋生物和可观世界环境,利用虚拟的计算机仿真环境作为水下机器人初期调试的“平台”具有十分重要的意义.建立了基于大地形管理的水下机器人视景仿真系统.有关大地模型建立、场景效果等,利用函数变量方法自定义机器人运动引擎,采用粒子系统仿真了机器人尾流流场和低噪音的实现.依托软件平台MultiGen Creator和Vega,利用Vega与Visual C++混合编程实现LADBM模块的大地形管理,进行仿真验证.仿真结果表明,视景仿真系统逼真地再现了水下机器人在大范围区域探测目标及自主航行的过程,有效地解决了水下机器人长距离自主航行视景仿真中的大地形管理问题.     

水下机器人运动控制系统设计与分析

水下机器人要求体积小、运动稳定,其控制系统更是要求功耗低、性能可靠、操作简便.本文以STM32F407作为主控单元,搭建了水下机器人运动控制系统,并对整个系统进行了软件结构设计及数据采集流程设计,对推进器进行了数据测试,建立了ROV空间运动坐标系,得出了垂直面的运动方程并以此进行了纵倾角和深度值在阶跃响应下的仿真分析,进一步证实运动控制系统的稳定性及可靠性.     

基于RTX的水下航行器实时仿真研究

传统半实物实时仿真设计方法已无法满足不断发展的水下航行器仿真系统对实时性的要求;针对这一实际应用问题对基于RTX的水下航行器实时仿真的关键性问题进行了研究,并详细给出了仿真系统的设计方案和实现途径;实验结果表明,该实现方法使得系统实时性和可靠性都能满足设计指标,极大地提高了水下航行器仿真系统的实时性,在工程实际中具有研究和应用价值。     

水下分散自重构系统设计

研究一种新的水下系统设计概念,水下分散自重构系统.该系统由数量不定的少数几类相似模块组 成,通过模块之间的连接和分离,可以实时改变系统构形.通过模块的协调变形,可以实现不同的运动方式.开发了 一个基本的样机系统,称为USS.USS目前只包括一类模块,可以实现2 种平面基本构形和2种空间基本构形.由于 具有浮力调节能力,可以通过平面构形实现海洋水体空间机动,以及海底和水下结构物中的运动.     

基于HLA的水中兵器仿真系统框架

为了解决我国水中兵器传统的仿真系统,局限于某些参数的数学仿真和部分半实物仿真,没有实现系统化、可视化,实时化,文章提出一种采用高层体系结构（HLA）作为分布交互的仿真体系框架,通过对水中兵器对抗系统仿真建模,解决了不同仿真应用之间的集成问题,较好地满足仿真系统的可视化、可操作性、强实时性及强交互性等要求。该仿真系统可以为水中兵器作战研究和武器装备论证提供仿真试验环境,检验装备各项战略战术指标,并为装备研制和战略战术决策提供依据,具有很高的实用价值。     

SPARC V8仿真系统设计与实现

嵌入式软件实时性、嵌入特性、反应性等特点,使得仿真测试成为嵌入式软件系统测试的一种有效测试方法。针对SPARC V8体系结构特点,综合考虑硬件系统工作流程和仿真器性能要求,提出了一种全数字仿真测试平台的设计方案。采用有限状态机构建系统模型,并对CPU仿真框架,内存系统框架,指令集仿真和测试用例生成方法等关键问题进行研究,实现了SPARC V8微处理器的内核仿真器和仿真调试器。仿真模型易于控制、移植,解决了传统测试环境中依赖硬件、灵活性差、错误难以定位等问题。     

基于LAN的多平台混合实时仿真系统的设计

实时仿真系统能够准确真实地反映当前的状态,文章探求基于不同总线的多总线的融合技术以及多任务系统任务分配方法的设计,提出了不同类型仪器间的同步和触发的解决方法;在项目中采用了PXI,VXI,LXI以及GPIB总线仪器,通过融合各种仪器总线和平台搭建出一个基于LAN混合实时仿真系统,并采用了多线程工作机制,分配不同权重等级任务的执行顺序,优化了软件的运行模式;实验证明,该系统完全满足复杂系统中信号实时仿真的要求。     

基于MATLAB的新型实时仿真系统设计

针对飞行控制系统提出的实时仿真要求,给出了一种实时仿真系统开发的新方法;基于MATLAB下RTW工具箱提供的实时目标接口功能,利用MATLAB的SIMULINK工具箱建立了无人机数学模型,并把模型下载到运行实时操作系统VxWorks的CPCI目标机中,从而快速开发了某飞行控制系统的实时仿真测试平台,给出了数字仿真和实时仿真的对比结果,研究结果表明该方法正确可行,使开发周期缩短了约1/3,且实时性和置信度都得到了很大提高。