基于虚拟现实技术的深海集矿机行驶系统仿真

在深海底恶劣的环境中,集矿机的行走是不容易控制的。因此作者采用虚拟现实技术对集矿机的行驶进行仿真,这将有利于更好的控制其行走。该文的前提是集矿机液压驱动系统的数学模型已建立,且得到了系统的Simulink模型。该文主要介绍如何使用虚拟现实建模语言VRML建立一个与集矿机相关的虚拟现实场景,并通过Simulink中的VR工具箱将集矿机行使控制系统与该虚拟世界建立关联,从而利用Simulink模型产生的信号控制和操纵虚拟世界中集矿机的运动。     

深海集矿机集矿装置高度去耦控制研究

深海集矿机作业过程中，通过液压系统驱动的集矿装置来采集多金属结核。该文研1究了集矿装置的高度在行走中受车体姿态的影响，分析了集矿装置高度和车体姿态之间的耦合机理，根据耦合对象的特性，对集矿装置和集矿参数进行解耦优化，并采用MATLAB中的Simulink工具箱进行了仿真。仿真结果证明了该解耦优化算法与液压系统滞后性相匹配，使集矿装置达到了最佳的集矿效率和使集矿机行走稳定。     

基于无模控制的深海集矿机车体姿态与集矿头高度去耦控制

在深海集矿机作业过程中,是通过液压系统驱动的集矿装置来采集多金属结核的.针对集矿机车体姿态与集矿头高度之间的耦合,研究集矿头高度在行走中受车体姿态的影响,分析集矿头高度和车体姿态之间的耦合机理.并根据耦合对象的特性,进行去耦优化,仿真结果表明该去耦优化算法能补偿液压系统滞后特性,独立进行集矿头高度最优调节,达到最佳集矿效率,提高行走稳定性.     

基于滑转率的深海集矿机模型车防滑控制

建立了液压传动履带式深海集矿模型车的驱动数学模型,以滑转率为调节对象,提出了基于积分分离PID控制的深海集矿机防滑控制算法。控制器通过调节电液比例阀的开度间接调节液压马达的输出转矩,从而使集矿机的滑转率稳定在期望值附近。基于Simulink的仿真表明了算法的有效性。     

基于动力学分析的深海集矿机轨迹跟踪研究

分析深海集矿机轨迹跟踪的研究现状,研究集矿机的动力学模型,进行合理的简化,面向深海底采矿环境的特殊性、深海集矿机液压系统固有的强非线性、行走阻力随调节强度伴生变化等特征。基于非线性剪切力—位移关系的线性化方法和对动态阻力项引入一个前馈补偿项来消除伴生阻力方式,设计了一个基于带有前馈阻力补偿的线性反馈的控制器,较好地实现了集矿机轨迹跟踪;仿真结果验证了该算法的有效性。     

富钴结壳轮式集矿机越障性能研究

该文针对深海富钴结壳集矿机必须适应复杂恶劣地形和强的越障性能,提出一种四轮独立驱动的轮式钴结壳集矿机行走机构。通过对轮式集矿机越障机理的分析,研究了轮式集矿机通过陡坡、台阶和壕沟等典型地形的受力情况,并分析了集矿机重心位置与集矿机越障性能的关系。建立了基于ADAMS软件的集矿机虚拟样机模型和典型地面,对集矿机的典型地形越障过程进行了动力学仿真分析,仿真结果表明:轮式集矿机的最大爬坡角度不小于30,°最大可通过的台阶高度和壕沟宽度不小于车轮半径,具有很好的越障性能,是一种可行的钴结壳集矿机行走方式。     

基于改进蚁群算法的深海集矿机轨迹规划

针对提高集矿机的集矿效率,实现优化轨迹的目标,建立了到达目的点时集矿机所需时间最短、耗能最少的多目标优化模型。并通过对子目标加权将多目标优化转换成单目标优化,提出了改进的蚁群优化算法,对集矿机作业轨迹优化控制,在实现高集矿覆盖率和集矿效率的同时,提高集矿机整机作业效率。仿真实验表明,改进蚁群算法用于集矿机轨迹优化控制是可行和有效的。     

深海集矿机自行走预测控制系统

为了解决作业于深海"稀软底"环境的集矿机两侧履带打滑严重的问题,以及集矿机的剪切驱动形式引起的速度调节滞后的问题,提出了一种基于模糊控制的防滑控制方法,并采用带参数自校正模块的灰色预测控制器进行自行走控制;防滑控制器能使深海集矿机的行驶速度与沉积物特性匹配,有效抑制履带打滑,保证集矿机在极限海底沉积物上安全行走作业;带自校正模块的预测自行走控制算法与单纯的PID控制、不带自校正模块的灰色预测控制相比,具有更好的行走控制性能和自适应性;仿真结果表明了算法的有效性.     

深海集矿机模型车避障系统设计

考虑深海底集矿机的未知、复杂工作环境以及在集矿机上做试验的不便,设计并实现了深海集矿机模型车避障系统;该系统先用超声波传感器检测障碍物信息,然后用高性能单片机AT89S52对信息进行处理后传送到水下工控机,在此基础上,运用改进势场法进行行走避障,规划出深海集矿机模型车作业路径;此算法适应于动态未知复杂环境下的深海集矿机实时导航和避障,且在目标点附近存在障碍物时也能达到目标;仿真和试验结果验证了该算法的有效性。     

基于多传感器数据融合的深海集矿机导航与定位

考虑到深海底的复杂、未知工作环境,在深海集矿机的海底导航与定位研究中提出了一种基于多传感器数据融合思想的深海集矿机导航与定位方法,该方法使用一种修正的长基线水声定位系统,采用自适应卡尔曼滤波算法,融合由长基线水声定位系统对集矿机位置的测量值和通过多普勒测速仪等其他传感器的测量值间接得到的关于集矿机位置的推测值,得出某时刻集矿机位置的最优估计;此方法适合集矿机在复杂未知的深海底环境中实现自主导航与定位任务;仿真和试验结果印证了此方法的有效性.     

棒材分钢视觉反馈控制

在实现轧钢厂棒材生产自动计数的基础上，提出用视觉图像信号作为反馈信息，实时跟踪棒材位置，实现自动分钢控制的方案．用实际视觉系统和对象仿真相结合，采用粗糙集数据挖掘技术进行离线学习，提取控制策略，驱动分钢装置实现分钢自动化操作.     

A motion control algorithm for a continuous mining machine based on a hierarchical Real-time Control System design methodology

The drive toward increased safety for coal miners has led to the development of computer-assisted methods of underground coal mining. The development of control architectures for the control of the movement of continuous mining machines (tramming control) is an important part of this overall effort. The tramming control algorithm design described is in concert with hierarchical architecture design principles developed at National Institute of Standards and Technology (NIST), referred to as the Real-time Control Systems (RCS) methodology. The algorithm design allows for the control of both cutting and free-space movement by a continuous mining machine and allows for a high degree of human operator interaction.This work is sponsored by the U.S. Bureau of Mines under Interagency Agreement (J0189027).     

1000m海试水面船运动监测可视化仿真

1000m海试水面船运动监测及其可视化仿真系统是专为中国1000m海试而开发的仿真系统．它首次综合运用了可视化仿真的多种知识。首先．运用动力学、运动学知识建立了水面船横摇运动监测数学模型；接着，运用3ds MAX绘制了水面船的三维模型；然后．本系统采用Paradox创建了数据库，编制了数据库应用程序；采用TCP/IP协议进行客户/服务器间的通信；最后．利用基于Ddphi的OpenGL实现了对水面船的实时可视化仿真、人机交互。     

深海采矿扬矿系统水下构形与动力学特性数值仿真

深海多金属结核开采系统的扬矿系统主要由扬矿硬管、扬矿泵、中间仓、扬矿软管等组成的长管线系统构成,其水下运动学和动力学行为,决定了深海采矿的成败.运用非线性有限元方法,建立了基于1000m深海采矿试验扬矿系统的有限元模型,进行了系统水下空间构形的静态和动态数值仿真,计算分析了海洋环境中的波流载荷,软管长度,软管集中吊挂浮力配置,以及采矿船和集矿机的运动状态等因素,对系统空间构形,尤其对软管形态的影响.水下管线的液动力载荷采用Morison公式计算.     

基于CFD的仿鲹科机器鱼动力学建模与运动控制

仿生机器鱼的运动控制是仿生机器鱼推广应用的基础;然而,仿鲹科机器鱼的推进一般采用鱼体波数据,很少采用真实鱼类游动数据;为了深入探究仿鲹科机器鱼运动控制方法,采用了计算流体力学方法,通过标定流体介质、来流速度、鱼体几何形状等措施,利用Fluent软件进行了建模,然后针对鱼体波数据和真实金枪鱼游动采样数据两种不同推进数据对仿生机器鱼进行了仿真和实验;结果表明对于多关节仿生机器鱼推进方面,真实金枪鱼游动采样数据相较于常见的鱼体波产生的推进数据,在躯干进行大幅值摆动的情况下效果更好;这一仿真和实验对比为仿鲹科机器鱼的高效运动控制提供了一种新思路。     

Method for tuning the motion planning parameters of a mobile robot

This paper presents a method for configuring the motion planning system of an omniwheeled mobile robot with a differential drive. A simulation program that models the horizontal movement of the robot is described. This simulation program is used to select the optimal parameters for the differential drive control algorithm. Then, the motion planning system is tested on a real robot, which is called RB-2, to adjust the parameters selected. This approach allows the control algorithm to be tuned efficiently and effectively, minimizing the number of its test runs on the physical robot.     

核电站堆本体及控制棒驱动机构泄漏监测氟-18输运特性的CFD模拟

氟-18监测仪研制过程中,确定18F传输效率是一个关键问题.由于实验地点原因,当前仅限于用理论方法求解.通过对CFD模拟技术路线的分析,研究了堆本体及控制棒驱动机构泄漏后一回路的18F核素进入取样通道的输运特性,分别选用5种微尘粒径为运算工况,运用FLUENT软件的模拟,进一步得到18F微尘在取样通道中的传输效率.     

登陆作战仿真系统关键技术研究

该文对登陆作战仿真系统进行了研究,利用该技术建立的登陆作战仿真系统是为战斗中装备的毁伤规律研究和保障方案制定以及战斗效能评估等服务的。为此,主要研究了三维海陆战场环境的实时显示,坦克在海上的运动姿态。战场中实体运动模型和实体对抗模型等方面的内容。由此开发了登陆作战仿真系统,并成功应用在战场演示系统和战斗评估系统中。它为武器装备研究提供了仿真平台,同时该方案的易实现性节约了研究经费。     

Realistic Animation of Fluid with Splash and Foam

In this paper we describe a method for modeling and rendering dynamic behavior of fluids withsplashes and foam. A particle system is built into a fluid simulation system to represent an ocean wavecresting and spraying over another object. We use the Cubic Interpolated Propagation (CIP) method asthe fluid solver. The CIP method can solve liquid and gas together in the framework of fluid dynamicsand has high accuracy in the case of relatively coarse grids. This enables us to simulate the fluids in ashort time and describe the motion of splashes in the air that is associated with the liquid motion well.The foam floating on the water also can be described using the particle system. We integrate the rigidbody simulation with the fluid and particle system to create sophisticated scenes including splashes andfoam. We construct state change rules that are used with the particle system. This controls the generation,vanishing and transition rule of splashes and foam. The transition rule makes the seamless connection betweena splash and foam. We employed a fast volume rendering method with scattering effect for particles.One of the important features of our method is the combination of fast simulation and rendering techniques,which provides dynamic and realistic scenes in a short time.