某型导弹虚拟维修训练系统设计研究

本文在分析结合实装进行维修训练缺点的基础上,提出了基于虚拟现实技术、虚拟样机技术和过程仿真技术的某型导弹虚拟维修训练系统设计方法,研究了系统的构成,将系统划分为虚拟样机和虚拟维修过程仿真控制两大部分,阐述了每部分的组成和实现方法。所设计的虚拟维修训练系统在某型导弹装备上得到了成功地应用。     

基于弱化Agent的虚拟维修样机行为建模方法

为了建立具有行为和反应能力的虚拟维修样机行为模型,真正体现虚拟样机的模型特征,引入基于弱化Agent的建模方法对虚拟维修样机进行行为建模。给出了弱化Agent的特点和行为定义模式,研究了虚拟维修环境下行为模型的表示,行为模型的划分和行为模型的输出,给出了行为建模的具体实现过程,并把上述方法应用于某大型设备虚拟维修样机模型的行为建模中。通过应用实例可以看出应用此方法进行虚拟维修样机的行为建模极大的减少了虚拟维修样机与虚拟环境的交互数据量,可以很好的满足虚拟维修仿真实时性的应用要求。     

某导弹虚拟训练系统地形建模技术研究

为了建立某导弹训练系统虚拟环境,探讨了大面积地形建模的方法及需要注意的问题,并应用细节层次模型和减少多边形数量等方法对模型的实时显示性能进行优化。建立了某导弹阵地的地形数据库,生成的地形数据库精细、逼真性好,能满足某导弹虚拟训练系统的需要。     

多信号模型在虚拟故障建模与仿真中的应用

在分析虚拟维修训练需求和故障机理的基础上,提出基于多信号模型的电子装备故障建模方法,研究了虚拟环境中故障数据生成与实时检测、故障现象模拟及仿真运行流程等问题;在VC++环境下开发虚拟仪表,并借助实时通信模块获取Virtools环境中虚拟样机上的测试信号;最后,在Virtools中实现了某型无人机飞行指挥与控制系统故障建模与仿真,验证了该方法的可行性;多信号模型可以完整地描述故障的传递轨迹,高效、灵活地构建故障故障机理模型,为受训人员提供了一个实施诊断逻辑的良好训练环境。     

支持装备维修训练的虚拟样机模型研究

按照层次化建模和按需求剪裁的思路,建立了一种新的虚拟样机模型框架,包括层次模型、外观模型、状态模型、功能模型、交互模型、关联关系模型和信息模型七部分。这种虚拟样机模型框架可以支持装备虚拟维修训练的各个环节,简化虚拟样机建模工作的复杂性和工作量。     

沉浸式虚拟维修仿真及其应用

文中给出了沉浸式虚拟维修仿真系统的框架,从样机建模和交互技术两个方面对其关键技术进行了研究。提出了虚拟维修样机的概念,通过定义样机部件的约束运动和交互特征来实现其要求的功能。而交互技术则主要集中在抓取、运动控制和防穿越处理上。对系统在维修性设计分析(核查)、维修程序确认和辅助维修训练中的应用进行了说明。建立了基于Jack系统的沉浸式虚拟维修仿真原型系统,并以某机构的拆装为例对其进行了初步的应用验证。     

基于交互特征的虚拟维修样机建模

给出了虚拟维修样机的定义，分析了它的组成，建立了与产品CAD系统相关联的虚拟维修样机系统结构。讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。为了满足仿真实时性要求，提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法，进行样机的几何建模和人机交互建模。提出了基于交互特征的虚拟维修样机交互行为建模方法，并在Jack软件环境下开发了CAD几何数据处理与虚拟维修样机交互特征定义的功能模块。最后以一个变速齿轮箱为例，对系统进行了验证。     

某型导弹自检故障建模与仿真

某型导弹组件较多、构成复杂、故障模式极多,属于科技密集型复杂系统;为了达到缩短维修时间、提高维修效率的目的,需要通过计算机仿真的方式训练部队基层维修人员及工程测试人员;这一目的的实现需要首先建立一套全面、真实的故障仿真系统;通过对故障模式的分析及建模,完成了故障模型在系统仿真模型中的引入工作,从而得到了一套仿真训练系统,并在该训练系统中进行了故障的仿真复现;从复现结果来看,该套仿真训练系统能够真实的反映产品在故障模式下的实际响应;文中描述的故障仿真系统属首次在导弹类复杂武器系统的维修训练中投入使用,在国内处于领先地位,具有较高的应用推广价值。     

虚拟样机导弹系统的建模方法与模型确认

基于"十五"预研项目《武器装备虚拟样机仿真演示系统》的研究,提出了虚拟样机导弹系统的层次化、模块化的建模原则和方法;分析了建模与VV＆A的关系,采用建模与VV＆A同步进行的研究模式;将专家系统和决策理论应用于模型的确认,给出了模型确认的专家系统的设计原理和方法。为虚拟样机导弹的应用提供科学有效的决策依据。     

基于电子装备虚拟样机的故障诊断训练设计

针对电子装备难以实现维修训练的问题,提出一种基于虚拟样机的故障诊断训练设计方案,介绍面向训练的虚拟样机模型及虚拟样机的三维几何建模、二维图形建模和信息建模方法,给出故障诊断训练的基本思路及基本训练流程,采用2种不同的训练模式,使训练更具针对性,从而达到提高维修人员工作能力的目的。     

导弹装备虚拟维修训练系统通用平台

针对当前导弹装备虚拟维修训练系统开发只针对单一型号和专用功能、效率低、开放性和通用性差的问题,对基于资源重用性、系统通用性的导弹装备虚拟维修训练通用平台进行研究,阐述通用平台包含的视景仿真、故障机理建模与管理、人机交互、维修任务控制4类模块及2种典型训练模式,探讨通用平台设计中的4项关键技术。介绍通用平台的总体结构设计和基于EON Studio开发的虚拟维修训练原型系统。     

Virtools中的虚拟示波器设计与实现

虚拟训练作为实装训练的重要补充,已经得到了越来越广泛的应用。针对虚拟维修训练中的电子系统测试,设计能够进行虚拟测量的示波器具有重要意义。在分析了实际示波器功能的基础上,提出了几种基于Virtools的波形绘制算法,模拟了实际示波器波形显示与调节等功能。     

基于参数化动作描述的虚拟维修过程仿真

在虚拟人执行维修动作的过程中,参数化动作描述起到了虚拟人动作和自 然语言维修指令之间的桥梁作用,是为了规范虚拟人执行维修任务动作。论文在参数化动作 描述和智能虚拟维修训练环境的基础上,构建了维修任务分解模型和动作库;以参数化动作 描述为基础,提出了用于3D 虚拟人维修动作仿真的虚拟维修实时执行层次结构。最后,通 过某型起落架维修任务对参数化动作和仿真架构可行性进行验证,结果表明,基于参数化动 作描述描述的动作库可以很方便的进行维修过程仿真。     

虚拟火炮训练仿真系统中场景显示的实现方法

利用OpenGL的交互式三维图形建模能力和微软的MFC在编程方面具有的无可比拟的优越性,在微机平台上开发了虚拟火炮训练仿真系统,实现了该系统的交互式训练场景显示。     

层次化UML 状态机在拆装过程仿真中的应用

针对目前飞机维修培训中拆装流程复杂,系统模型繁多的问题,采用层 次化分析法和UML 状态机相结合的建模方法,建立飞机组件的拆装过程模型。运用UML 状态机建立拆卸组件的状态、迁移和约束模型,规范拆卸零部件模型的统一性表达,提高建 模的效率。利用层次化方法对零部件进行层次规划,实现拆卸目标组件的有序逻辑表述,实 时监测拆卸零部件的状态,从而建立仿真程度高的训练模型。最后,以维修培训平台中飞机 某组件的拆装为例,验证层次化UML 状态机拆卸过程仿真方法的有效性。     

支持导弹总体设计的虚拟样机模型初探

导弹武器系统是一个复杂的大系统，其总体设计过程是一项极为复杂的工作。虚拟样机技术在复杂产品全生命周期、全系统的管理、设计和分析中的应用，是现代集成制造系统领域的研究热点之一，也为导弹总体设计技术的发展注入了新的活力。该文在分析导弹总体设计过程的基础上，详细探讨了导弹虚拟样机模型的特点和关键技术，并提出了构成导弹虚拟样机模型的部件一体化模型的形式化描述。     

基于MTN的维修工作建模与仿真技术研究

维修工作过程模型是维修性与维修工作分析与评定的重要基础和手段,现有的建模技术在描述维修过程以及维修过程的相关信息等方面不够直观、也不够丰富。基于Petri网的建模概念,提出了一种用于描述维修工作过程的建模技术——维修工作网（Maintenance Task Net,MTN）;详细叙述了通过维修工作组成元素和维修工作过程关系描述维修工作过程的方法;提出了针对不同维修工作的初始信息进行维修工作建模的两种建模方式;基于该建模技术,开发了软件工具在维修工作分析、虚拟维修仿真中进行了应用研究,验证了MTN的实用性。     

通用虚拟维修开发平台中数据库的应用

数据库技术在通用虚拟维修开发平台设计中具有重要作用。基于此,分别从数据库表的设计、程序与数据库之间的通信和Web数据库服务器的设计3个方面对通用虚拟维修开发平台数据库进行设计。提出数据与逻辑分离的数据库设计思想,利用Apache、PHP和MySQL作为数据管理开发工具,通过TGE三维开发引擎实现对数据库的访问,从而实现对系统数据的控制管理。实验表明,将数据库技术应用在虚拟维修开发平台中,能提高开发平台的通用性。     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

水面舰艇CGF系统的若干关键技术研究

水面舰艇计算机生成兵力，是海战模拟中的重要环节，是模拟海战场的重要组成部分。通过建立水面舰艇的运动、动力学数学模型，同时建立舰艇上有关情报侦察系统、武器系统的数学模型，实现这些模型的仿真运行，建立水面舰艇CGF，并将该CGF置于战术模拟训练仿真环境中，对于提高战场环境的仿真可信度，提高模拟训练的效果具有重要意义。该文对水面舰艇CGF系统的工作原理、物理模型、智能决策模型等关键技术进行了研究，并给出了水面舰艇CGF系统简化的舰艇机动模型、舰空导弹弹道模型、对空警戒雷达的功能仿真模型。对完善水面舰艇CGF系统，进一步研究海军训练DIS系统有很重要的意义。