基于CATIA平台的重力坝三维一体化设计

主要探讨基于CATIA平台进行重力坝的三维一体化设计,依托二次开发等手段,将三维自动化设计贯穿于重力坝坝顶高程和稳定应力计算、开挖、基本体型、分缝,以及廊道、防浪墙细部等设计全过程,设计人员可以快速实现整个重力坝设计过程,一体化设计采用全参数化管理,坝址、坝轴线、坝段布置、尺寸断面等可调整,设计成果快速更改,程序化设计降低人为错误的发生概率,提高重力坝设计效率,尤其适用于可研及以前设计阶段,极大降低由于方案调整等带来的繁重重复性工作。     

浅谈基于CATIA平台的重力坝三维一体化设计

随着计算机技术的发展,传统的二维设计已经不能满足内部及外部环境的使用要求,因此三维设计的重要性日渐凸显。尤其在水电设计中,三维设计充分体现了其模型直观化、各专业协同化以及方案变更自动化等优点。重力坝是水利设计中最重要的坝型之一,本文主要是探讨基于CATIA平台进行重力坝的三维一体化设计,所谓一体化设计就是依托二次开发等手段,将三维自动化设计贯穿于重力坝设计的整个过程,具体体现在重力坝坝顶高程及稳定应力计算、重力坝的开挖设计、重力坝基本体型设计、重力坝的分缝设计以及廊道、防浪墙等细部设计等,以上过程均在CATIA平台中自动化模板化,设计人员可以快速实现整个重力坝设计过程,同时,由于一体化设计采用全参数化管理,无论是坝址、坝轴线、坝段布置、尺寸断面等调整,设计成果均快速更改,重力坝的一体化设计降低了低级错误的发生概率,提高了重力坝设计效率,尤其适用于可研以前设计阶段,极大降低了由于方案调整等带来的繁重重复性工作。     

利用 WebGL 技术实现机房动态虚拟装配设计的可视化

本文设计并实现了一个面向机房的动态虚拟装配系统.该系统将传统的三维虚拟装配分解为二维装配和三维可视化两部分.在二维装配阶段,用户只需简单的交互操作就可完成机房的装配,配置结果记录在系统动态生成的配置文件中;在三维可视化阶段,系统根据配置文件可视化装配结果,实现虚拟装配.这种动态虚拟装配的架构有效提高了装配的效率,使装配更简捷、修改更容易.此外,该系统采用 WebGL 技术实现可视化,使得该系统的操作可全部在浏览器端完成,系统的发布和使用更加便捷.     

三维虚拟动态测量系统构建方法研究

针对传统二维测量系统存在测量精度较低、稳定性差的不足,提出一种基于数据交互的三维虚拟动态测量方法;该方法采用三维构型与总线技术同步耦合的工作方式,对三维测量系统中模型驱动的关键问题进行了研究,探讨了三维测量系统中数据交互解决方法的可行性,并将该方法应用于煤矿排水系统,完成了三维虚拟动态测量系统的开发;试验结果表明由该方法实现的三维虚拟动态测量系统具有运行稳定、操作简单、直观性强、可靠性高的优点,应用前景广阔。     

三维几何约束系统的在线增量求解方法

为提高实时交互设计过程中三维几何约束系统的求解效率,提出在线增量求解方法.首先采用混合图抽象表达三维几何约束系统,并采用等价性分析方法处理约束闭环子图;然后建立交互设计过程中几何约束混合图的动态更新机制,通过计算几何约束的有向传播获取约束系统动态变化时的影响域,实现三维几何约束系统的在线增量求解.文中方法以实现动态变化的三维几何约束系统的最小求解为目标,能够有效地提高约束求解的效率.最后用实例验证了该方法的正确性和有效性.     

黄瓜生长可视化系统的设计与实现

利用计算机更好地模拟植物的生理过程、形态结构及生态变化的关键是确定虚拟植物模型。文中采用双尺度自动机模型模拟植物生长,对作物器官进行三维几何建模,以黄瓜为例设计并实现了作物生长可视化系统。该系统易于交互、真实感强、计算速度快并具有可扩展性,可以较好地模拟显示黄瓜整体植株与群体植株、群体漫游及黄瓜植株和黄瓜器官三维动态生长过程等。     

笔式三维草图绘制中的轮廓线技术研究*

详细介绍了三维模型轮廓线技术及其检测算法,并深入分析了轮廓线技术在三维草图绘制中的作用;然后设计并实现了一个三维草图绘制系统。该系统提供了用笔绘制三维模型的交互环境,通过轮廓线将三维模型与二维交互手势联系起来,使用户可以自由灵活地操纵和控制三维模型,获得自然、高效的交互体验。     

基于Leap Motion的三维手势交互系统研究

手势识别的快速发展及体感设备的不断更新为三维手势交互提供了灵感,基于Leap Motion 手势识别和最邻近算法,建立了一种三维手势交互系统。首先对手势设计理论和交互手 势设计原则进行研究,基于此设计手势功能和建立手势库,并将手势库分为 8 种手势;其次进 行手势特征提取,建立手指关键点模型,获取手势特征的角度特征;然后计算 KNN 算法和 SVM 算法的手势识别效率,KNN 改进算法取得较好的识别效率;最后,设计三维交互系统,手势分 类为 4 个模块,每个模块有 2 个手势任务;20 名测试者中提取 1 600 组手势数据,并进行总采 集样本关节点均值的数据分析;设计三维交互系统模块,在 Unity3D 中创建的三维交互系统中 导入 1 600 组手势数据,根据自定义的 8 种手势驱动虚拟手完成交互设计过程,完成用户体验 分析和手势识别效率统计。通过研究发现,基于 Leap Motion 手势识别具有较高的识别效率, 三维手势交互系统富有创新性。     

黄瓜生长可视化系统的设计与实现

利用计算机更好地模拟植物的生理过程、形态结构及生态变化的关键是确定虚拟植物模型。文中采用双尺度自动机模型模拟植物生长，对作物器官进行三维几何建模，以黄瓜为例设计并实现了作物生长可视化系统。该系统易于交互、真实感强、计算速度快并具有可扩展性，可以较好地模拟显示黄瓜整体植株与群体植株、群体漫游及黄瓜植株和黄瓜器官三维动态生长过程等。     

VRML在三维动态交互地图可视化中的实践

针对三维动态交互地图的可视化问题,探讨了VRML的技术特点及其在解决三维动态交互地图可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用Visual C^ 与VRML 2．0相结合进行了三维动态交互地图可视化的初步实践,取得了成功的应用。该工作主要集中在：（1）通过北京门头沟地区地形的可视化,探索了VRML表达较大数据量数字地形的能力;（2）开发了三维动态交互地图可视化的原型系统,并在北京人口变化可视化中进行了应用。     

自抗扰控制器在超机动飞行快回路控制中的应用

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行快回路控制律的新方法．根据自抗扰控制器能够动态补偿系统模型扰动和外扰的特性,在超机动飞行的快回路中引入自抗扰控制器。实现了快变量的动态解耦控制．控制律设计直接依据超机动飞行的强耦合、强非线性模型。在较大的包线范围内不需要改变控制器参数．简化了设计过程．仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性．     

Dynamic response of gravity dam model with crack and damage detection

Gravity dam is a typical structure that has been frequently used in the fields of water conservancy engineering, and the safety of the structure has received widespread attention recently. Due to earthquakes or other reasons, gravity dams normally have damage such as cracks in practical service. Damage in the structures can alter the structural dynamic behavior and seriously affect structural performance. Maintaining safety and integrity of the gravity dam structures requires a better understanding of dynam...     

WWW与数据库集成系统的用户权限管理

在WWW上的应用,越来越多的体现为多人合作应用形式,这些应用系统大多都需要通过WWW与数据库的集成来实现。但是由于WWW与数据库系统都有自己的用户权限管理,因此集成后在用户管理、权限设定及系统完整性方面就产生了一些问题。文章针对WWW与数据库集成系统,提出用户权限管理结构和机制,并设计了实际系统模型,它将服务器对用户的认证,转变成基于用户角色的对数据库的访问控制,不但能保护WWW与数据库的数据,而且能确保系统结合的完整性,同时更可以大量简化用户管理与权限管制的工作,提高权限管理的效率。     

导弹电动舵机控制系统设计

针对某型导弹现有电液伺服系统存在动态响应速度慢、结构复杂、可靠性差、使用维护困难等缺点,研究提出了一种以大功率无刷直流电机为控制对象的电流/位置/速度三闭环反馈控制系统设计方案;采用DSP和FPGA的组合工作模式,其中DSP内部主控制程序实现系统初始化、三闭环控制算法和产生PWM信号等功能,FPGA则实现各功能电路的时序逻辑控制;通过构建由模拟制导计算机、1553B总线通讯网络和舵机控制系统组成的测试系统,验证了三闭环电动舵机控制系统设计方案的可行性;实验结果表明,该导弹电动舵机控制系统最大负载扭矩为75N·m,满载角速度为200°/s,调节时间小于70 ms(±10°阶跃信号),动态相移小于5％(2°,1 Hz),具有输出力矩大、响应速度快、控制精度高、使用寿命长和可维护性好等优点.     

六自由度机械臂约束预测控制系统的设计

本文提出了一种基于约束预测控制的机械臂实时运动控制方法.该控制方法分为两层,分别设计了约束预测控制器和跟踪控制器.其中,约束预测控制器在考虑系统物理约束的条件下,在线为跟踪控制器生成参考轨迹;跟踪控制器采用最优反馈控制律,使机械臂沿参考轨迹运动.为了简化控制器的设计和在线求解,本文采用输入输出线性化的方式简化机械臂动力学模型.同时,为了克服扰动,在约束预测控制器中引入前馈策略,提出了带前馈一反馈控制结构的预测控制设计.因此,本文设计的控制器可以使机械臂在满足物理约束的条件下快速稳定地跟踪到目标位置.通过在PUMA560机理模型上进行仿真实验,验证了预测控制算法的可行性和有效性.     

舰载机前起落架突伸的动力学响应分析

为研究舰载机前轮拖拽弹射起飞技术,基于多体系统动力学理论,建立模拟舰载机前起落架突伸的4自由度多体动力学模型,推导出系统的动力学微分方程.利用该模型,用数值方法仿真舰载机前起落架的突伸运动,得出突伸过程中舰载机的重心位置、俯仰角和前起落架空气弹簧力等参数的动态响应特性.仿真结果可为舰载机及其起落架设计提供参考.     

Performance evaluation of dynamically linearized and kinematically redundant planar manipulators

The objective of this research is to investigate the feasibility of a theoretical development which could lead to advanced manipulator concepts offering fast dynamic and control features. Specifically, the application of “dynamic linearization” to a kinematically redundant planar manipulator is studied. In comparing such a manipulator with a standard non-linear, non-redundant design it is shown that in addition to the expected merits in linearity, dexterity, and computational simplicity, savings in actuator energy consumption can also be realized using a relative simple trajectory optimization scheme.     

准滑模逆变控制单相光伏并网系统的试验研究

逆变控制是光伏并网发电技术的一个难点问题。针对这一问题,提出了准滑模控制的解决方法。全面介绍了单相光伏并网发电系统的设计方案,在给出系统拓扑结构之后,建立了系统主电路的动态数学模型。简要分析了系统的最大功率点跟踪算法和准滑模控制逆变原理,完成了准滑模并网逆变控制试验。试验表明,基于准滑模控制的单相光伏并网发电系统具有动态响应快、稳态跟踪性能优良的特点,系统设计正确且可行。     

Position error signal generation in hard disk drives based on a field programmable gate array (FPGA)

The position error signal (PES) in current hard disk drives is generated from the embedded servo data and used as the input for the track following controller. The servo pattern design and the decoding are both quite complicated in terms of the servo writing and servo detection, but they are important for the system dynamics study and track following controller design. In this paper, a novel scheme based on discrete fourier transformation (DFT) to decode the servo signal from a special magnetic servo pattern and generate the PES is proposed. In the scheme adjacent magnetic tracks with different frequencies are recorded to the disk and used as servo tracks to encode the position information. Simulation results show that the amplitudes at the two writing frequencies in the readback spectrum depend on the magnetic head position. The quadrature PES defined by the difference of the amplitudes is almost linear between the two adjacent tracks The simulation and off-line experimental results analysis agree with each other and prove the feasibility of this scheme. A real-time signal acquiring and processing system with a commercial field programmable gate array (FPGA) and ADC/DAC chips was built, and the proposed scheme was implemented in the FPGA to do the high-speed signal analysis. The magnetic head position information is extracted from the readback spectrum in the FPGA and transferred to a PC host for real-time graphic display using a labview interface. The system demonstrates an ability to generate the PES at 25 K samples per second with a resolution around 3 nm. The sampling rate can be enhanced further to 125 kHz if more servo sectors are written to the disk. This system provides a re-configurable research stage for studying the dynamic behavior of hard disk drives and for developing the control algorithm for track following.     

无线超声波液位测量系统的设计

针对传统的液位测量仪表大多不具备无线通信功能、在复杂环境中不易布线的问题,提出了一种具有GPRS通信功能的无线超声波液位测量系统的设计方案。该系统采用LM3S811作为主控器件,将超声波液位测量电路采集的数据通过GPRS通信模块传输至监控中心的服务器端;服务器端采用JSP技术进行动态网页开发,其后台通过访问SQL Server数据库存储信息。测试结果验证了该系统的可行性。