基于EnSight的数值仿真可视化系统设计与实现

为提高数值仿真后处理的效率,满足分布式仿真系统在数值仿真数据方面的可视化需求以及实现仿真试验过程的可视化,基于EnSight的二次开发开展数值仿真可视化系统设计.提出基于Qt开发框架的系统集成、基于Python的功能开发和基于Socket的通信接口开发,实现具有协同功能的数值仿真可视化系统.该系统采用模板化技术实现带场景的可视化和快速后处理功能.给出系统架构、组成、实现效果及应用案例.应用结果表明：该系统能够适应多仿真类型结果分析,实现动态仿真过程的协同可视化.     

基于粒子系统的火箭飞行特效仿真的研究

基于粒子系统的特效仿真是运载火箭飞行可视化仿真中的重要环节.本文针对运载火箭飞行仿真中喷射火焰实时仿真难于实现的问题,对基于粒子系统的火箭喷射火焰动态模拟进行了研究.通过对火箭喷射火焰细节、特点的分析,建立了粒子系统的数据结构.详细介绍了算法的具体细节和关键技术,其中包括粒子的初始化和粒子发射器的初始化、粒子系统的更新.最后利用Billboard技术、OpenGL纹理映射等计算机技术实现了具有较强真实感的火箭飞行喷射火焰的实时仿真.     

机载运载火箭飞行程序设计及仿真

关于载机和运载火箭分离程序的优化设计问题,为实现机载运载火箭飞行程序设计保证运行姿态稳定性,并进一步提高系统模型的可信度,在传统分析方法的基础上.考虑了箭机分离过程中载机与火箭飞行程序之间的相互作用,建立了载机与运载火箭的分离多体动力学模型,研究了影响飞行姿态的主要因素.开发了集仿真计算、三维视景演示和可视化结果分析为一体的机载运载火箭飞行程序设计仿真系统,实现了机载火箭飞行程序设计,性能分析以及三维飞行演示等功能.仿真结果表明系统提高了机载运载火箭飞行性能,并能为飞行程序设计的可行性与可靠性提供了科学依据.     

火箭飞行控制系统分布式仿真研究

以运载火箭为应用对象，研究了运载火箭飞行控制系统六自由度分布交互式仿真技术，分析了运载火箭在飞行过程中导航、制导和姿控系统的数学建模和仿真方法，建立了相应的导航、制导和姿控模型，从数学角度描述了运载火箭在飞行中的各种状态，论述了可视化交互仿真的实现过程，给出了仿真模型，设计并实现了数字仿真算法和仿真系统。     

无人机动态路径规划可视化仿真系统研究

针对现阶段无人机动态路径规划算法仿真可视性差和飞行环境仿真不足等问题,提出了一种基于Cesium的无人机动态路径规划可视化仿真系统;该系统在基于Client/Server(B/S)架构基础上,使用开源三维虚拟地球Cesium可视化引擎,按照可视化系统的总体设计及流程,利用坐标系转换方法与三维可视化技术,构建了一个无人机在真实地理环境中动态路径规划可视化仿真系统,实现了三维人工势场法路径规划的动态可视化仿真展示;实验表明,该系统不仅能够直观展示无人机在真实地理环境下的动态路径规划过程效果,还能够为相关研究提供直观、全面的可视化分析和评估手段。     

基于数字孪生的火箭测试与发射过程健康管理技术研究

为了解决运载火箭对地面测试与发射过程中对数据综合分析能力,飞行过程的故障诊断和预测能力,以及故障处理措施的快速决策等能力的迫切需求,提出一种基于数字孪生技术的火箭测试与发射过程健康管理系统设计方案;该方案通过建立运载火箭测试与发射阶段数字孪生模型,实现对火箭测试和发射过程的天地镜像仿真,依托数字孪生模型,对运载火箭健康管理功能进行了设计和优化;利用真实火箭和数字孪生火箭的信息交互,可有效实现火箭测试过程数据分析、飞行过程协同诊断,以及故障处理决策支持等功能;该系统提高了火箭发射的可靠性,为火箭可靠飞行提供了技术保障;同时,该技术在运载火箭健康管理上的应用也面临一些关键技术还需要进一步突破和发展.     

基于DirectX的无人机三维虚拟飞行仿真系统开发

建立无人机三维虚拟飞行仿真系统对于无人机的设计、研制与操纵培训具有重要的意义.介绍了一种低成本的基于PC机的无尾式无人机实时三维虚拟飞行仿真系统,对建模与仿真、DirectX、数据库、面向对象编程等技术在可视化系统仿真领域的应用作出了积极的探索与尝试.介绍内容主要为三维仿真建模接口技术比较与采用、无人机飞行仿真系统模型组成与仿真算法采用以及如何运用软件工程概念开发无人机实时飞行仿真软件系统.     

飞行仿真系统中气候现象的仿真

为了提高视景仿真系统中虚拟气候现象的逼真度,实现全天候飞行仿真训练,提出了一种基于粒子系统理论实时仿真复杂气候现象的算法。算法以基本粒子元对气候现象进行仿真,并根据粒子运动方程,描述了粒子在受到重力、风力、气压、温度等因素影响下的运动效果。在上述问题基础上,通过驱动MS Flight Simulator可视化引擎,实现了飞行仿真中,飞行姿态、天气条件和地理环境的三维实时可视化显示。仿真试验表明,基于粒子系统的气候现象仿真对于提高MS Flight Simulator仿真系统的真实感和直观性具有一定的实用价值。     

大型运输机综合训练器虚拟仿真环境的设计

某型运输机综合训练模拟器具有飞行场景复杂、仿真仪表多、人机交互信息量大等特点.虚拟仿真环境的建立,是开发该模拟器的关键.介绍了综合训练模拟器的体系结构和虚拟仿真环境的开发方法.采用对全包线范围内的气动参数进行动态插值的方法,建立了兼顾模拟精度的准定常六自由度全量飞机运动模型;阐述了场景建模的方法和视景驱动程序的框架;给出了虚拟仪表的开发路线和人机交互的实现方法.与整个系统联调表明,该系统结构合理可靠,采用的运动模型和仿真算法满足了系统的实时性和精确度要求,图像显示效果逼真.     

火箭飞行过程数字孪生系统架构与应用研究

首先介绍了数字孪生技术的发展与现状，明确了火箭飞行数字孪生体的内涵，并提出了一种运载火箭飞行过程数字孪生系统，介绍了系统的组成架构和关键技术，展望了该系统的应用场景。基于运载火箭飞行过程数字孪生系统，可以在地面利用高速计算资源和海量数据资源，通过与真实火箭的数据交互，实现对火箭飞行全过程的跟踪映射、故障诊断、预示评估和智能决策，全面提升火箭的智能化健康管理水平，提高运载火箭的飞行可靠性。     

虚拟试验在控制系统综合试验设计中的应用

控制系统综合试验是运载火箭控制系统研制过程中重要的地面试验,其作用是对控制系统性能、功能的工程实现的正确性进行检查和确认.基于摄动制导的综合试验设计方式已不能完全满足采用预测闭路制导方式的控制系统功能验证的需要.为此,提出建立对综合试验环境下控制系统工作过程和输出进行一定精度的模拟的计算机仿真系统,称之为虚拟试验系统.探讨了以虚拟试验系统为平台进行综合试验的设计,特别是对闭路导引条件下模拟飞行弹道进行设计的方法,使得模拟飞行总检查方案满足多方面复杂的约束条件,实现对制导、姿态控制功能工程实现正确性的覆盖性的检查.通过实际试验证明设计结果具有较高的可信度.     

直升机视景仿真及座舱仪表显示系统实现

以开发一套直升机飞行视景仿真系统为目的,提出了一种基于Multigen Creator和Vega软件的三维视景仿真系统解决方案.利用三维图形开发软件Creator对座舱仪表模型进行可视化建模,使用自由度设置(DOF)技术实现仪表指针的动态交互.将模型加载到Vega的环境中,在VC++环境下,基于MFC实现了仪表的驱动程序,给出了具体的实现方法,设计了座舱仪表仿真界面.最后在Vega场景中仿真直升机的飞行状态,直观形象地反映直升机的飞行特性.实际仿真显示,该视是景系统的仿真效果形象逼真,令人满意.     

基于OpenGL飞行实时可视化仿真的研究

以建立的飞机六自由度非线性微分方程为基础，介绍了如何在C＋＋ Builder6．0的开发环境下利用OpenGL建立三维仿真平台，实现飞机飞行特性实时三维动画仿真。提供了直观的反馈和针对仿真可视化设计的人机交互方法。本文基于OpenGL的飞行过程的仿真已经在飞行仿真实验中较好地实现了动态实时跟踪和数据的建立，在飞行仿真实现可视化计算和数据“可视化”方面有一定的实用价值。     

基于马氏距离的液体火箭发动机稳态过程故障程度评估方法

当前健康管理技术在我国航天领域的发展还未完全成熟,国内针对运载火箭稳态飞行过程的故障检测与评估进行的工作还较少,而未来对于运载火箭牵制释放、动力重构等技术的应用,以及对可重复使用技术的需求,火箭稳态飞行过程的故障检测和评估将是其重要的技术支撑,具有十分重大的意义,因此提出一种基于马氏距离的液体火箭发动机稳态过程故障程度评估方法,并通过采用液体火箭发动机的仿真数据验证了算法的有效性,为运载火箭发动机健康评估技术的发展提供了一定的借鉴作用。     

基于ADAMS和MATLAB的空投火箭联合仿真研究

为了有效模拟空中发射运载火箭过程和提高其安全性,搭建了空投火箭的虚拟仿真系统。首先在Solidworks中建立运载火箭、载机以及阻力伞的实体模型;然后将其导入动力学仿真软件ADAMS中,并对其进行动力学以及运动学仿真;最后通过MATLAB与ADAMS的接口模块ADAMS/Control,利用MATLAB/Simulink模块搭建火箭的气动数据计算系统以及联合仿真的控制系统,实现基于MATLAB和ADAMS的空投火箭联合仿真。仿真结果验证了该方法建模的正确性和可行性。     

基于GIS的火箭飞行应急决策仿真系统研究

航天发射是一项高风险事业,若运载火箭在飞行过程中发生故障,将会给人民群众的生命财产带来巨大的损失;为此,设计了一种基于GIS的火箭飞行应急决策仿真系统,阐述了系统的总体框架,分析了系统的功能,重点研究了飞行数据的获取与处理、地理数据的处理和应急决策方法等关键技术问题;最后,对系统进行了集成仿真,实现了对火箭飞行过程的全程监控,并模拟了火箭发生爆炸时的事故范围;实践证明,该系统能够实时监控火箭的飞行状态,并为指挥员提供应急决策支持,提高了航天发射的智能化决策水平。     

基于FLSIM的实时飞行故障仿真系统

详细介绍了基于FLSIM的实时故障仿真系统的软件开发过程及相应的仿真结果.在Visual C 6.0编译环境下,采用面向对象的编程思想和MFC的编程方法,通过百兆局域网连接FLSIM,并在满足真实性和可靠性的前提下,建立了一个基于共享内存或网络的FLSIM实时飞行故障注入系统.在实时运行环境中,实现了动态可视化的飞行故障注入、飞行故障终止、飞行数据传输及通信功能,为达到一个完整的飞行仿真系统打下了基础.     

基于MOS管的箭载时序控制器设计与实现

针对新一代运载火箭对箭载关键电子产品智能化、小型化、通用化的要求,设计了一种基于MOS管的时序控制器;介绍了硬件及软件设计方案,在硬件电路设计中采用了安全性设计措施;阐述了时序控制器在不同状态下,通过自定义高速串行总线接收飞控计算机指令,控制火工品引爆、电磁阀通断,以及实现电磁阀的节能使用;在测试及飞行过程中,可以进行时序状态的回采测试,通过串行总线反馈给飞控计算机进行健康管理;在回路阻值测试中,能够确保火工品在绝对安全环境下,进行火工品回路的电阻值测试;该时序控制器参加了单机的环境试验、系统综合试验及运载火箭的飞行试验,时序回采参数满足火箭飞行时序的要求,产品工作正常,确保了运载火箭飞行试验的圆满成功。     

三维虚拟加工环境及其关键技术的研究

在分析虚拟制造特点的基础上,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,介绍了支持三维建模仿真的组件设计、基于装配模型的三维实体建模方法、NC代码解析器的设计方案以及基于毛坯表面三角片离散化的加工过程仿真算法,并开发了虚拟加工环境原型系统,该系统能够实时地反映零件虚拟原型的加工成形过程仿真,并进行可加工性分析。     

基于六自由度并联机器人的运动仿真可视化系统

对运动可视化仿真系统的开发流程作了相应论述.基于动态虚拟装配的机理,给出了几何建模和VRML原型封装的方法,并运用Java技术实现了六自由度并联机器人的运动可视化;运用LabvieW嵌入Corona(VRML浏览器)ActiveX组件,开发了集在线动画、轨迹规划控制、数据回放以及运动学分析功能于一体的运动仿真可视化系统.