基于快速原型的飞行器半物理仿真系统研究

设计了基于快速原型技术的大闭环半物理飞行实时仿真系统。地面半物理仿真实验由动力学仿真、视景仿真和飞行控制等分系统组成,通过光纤反射内存网络高速互连。首先基于层次化、模块化的建模原则在Matlab/Simulink环境下建立了飞行器数学仿真模型;在此基础上,利用相应硬件驱动模块完成了系统半物理仿真模型;最后以某制导飞行器为背景,利用实际参数进行了数学和半物理仿真实验,与飞行实验比较,射程相对偏差为2.3％,最大高度相对偏差为0.85％,仿真结果证明了建模理论和方法的合理性和有效性。     

光电对抗半物理仿真系统航迹生成方法

为了建立能体现飞行器姿态变化及实际运动特性的航迹模型,提出了在光电对抗半物理仿真系统中利用变参数控制生成目标航迹的方法。该方法依据飞行轨迹控制原理,把飞机飞行动力学模型作为被控对象,在分析轨迹控制参数特点的基础上,构造了以控制误差为自变量的比例参数和微分参数函数模型。通过这些函数,变参数模型能够根据瞬时误差实时改变参数大小,从而适应飞行器轨迹运动过程中的非线性特点,减小生成航迹的误差。最后,利用某型飞机数据进行了数学仿真试验。结果表明:该方法产生的航迹与给定航迹最大距离相对误差为3.9%,稳定后相对误差为0.1%;航向最大相对误差为1.8%,稳定后相对误差为0.056%。另外,该方法具有通用性,可以满足仿真系统中对目标航迹模拟的要求。     

基于RTX的航电综合模拟系统应用研究

针对飞行器航电系统实物参与半物理仿真实验结构庞杂,实验困难的问题,提出一种基于RTX实时环境下的飞行器航电综合模拟系统体系结构方案以及工程上可实现的方法.基于该方案和方法研制的模拟系统充分利用计算机软硬件平台,采用虚拟技术,实现了对飞行器航电系统特性的模拟,从而为飞行器航电系统半物理仿真实验提供了良好的仿真验证手段和技术支持.该系统成功应用在某型直升机航电系统半物理仿真实验中,为该型直升机航电系统定型验证提供了实验手段和验证依据.     

基于虚拟现实的无人机飞控系统半物理仿真研究

研究了基于虚拟现实的无人机飞控系统半物理仿真平台,将飞控计算机和执行机构等实物接入系统,利用OpenGL建立无人机模型和飞行场景,采用分布式地面站网络实时显示无人机在虚拟环境下的飞行状态,实现可视化的半物理仿真验证,其效果令人满意。     

机载光电平台地面测试系统目标模拟分系统的建模与半物理仿真实现

研究了在基于中科院长春光机与物理所研制的JDC型模拟设备的目标模拟方法.首先,根据多体运动学理论建立了载机飞行过程中光电平台与目标相对位置关系的仿真模型,依据方向余弦相等的条件得到了关于模拟设备的运动轨迹的非线性方程组.采用牛顿迭代法求解出非线性方程组的解.然后,使用该建模方法对载机俯冲、右盘旋两种航路进行了数值仿真,应用JDC型模拟设备对这两种飞行航路进行了半物理仿真.实验结果表明此种建模方法是可行性的和有效的;同时,验证了JDC型模拟设备的控制精度.     

基于虚拟现实的无人机飞控系统半物理仿真研究

研究了基于虚拟现实的无人机飞控系统半物理仿真平台，将飞控计算机和执行机构等实物接入系统，利用OpenGL建立无人机模型和飞行场景，采用分布式地面站网络实时显示无人机在虚拟环境下的飞行状态，实现可视化的半物理仿真验证，其效果令人满意。     

空间对接半物理仿真系统失真的内模控制方法

在空间对接半物理仿真系统中,运动模拟器的响应延迟会导致系统产生发散失真现象,甚至导致机械部件损伤。为解决该系统失真问题,提出了基于内模控制的系统失真补偿方法。本文分析了系统的失真原理,将内模控制方法应用于该系统,并等效为内模PID控制(IMC-PID)模型。利用模型辨识方法,采用二阶模型拟合高阶模型。对于空间对接半物理仿真系统,进行单自由度碰撞数字仿真与实验,验证该方法的可行性,为空间对接半物理仿真系统的失真问题提供了新的解决方法。     

建模与仿真技术的发展和应用

建模与仿真在各个领域和产品全生命周期得到广泛应用。模型是系统、实体、现象、过程的数学、物理或逻辑的描述。讨论了建模与仿真的一些基本概念、基于仿真设计制造、基于仿真训练以及某些关键技术,总结了我国建模仿真技术的发展和取得的成就。     

双发动机动力系统建模与仿真

针对某型无人飞行器采用的双发动机动力系统,根据控制需求建立了该型飞行器双发动机动力系统的数学模型,应用仿真软件搭建了发动机、操纵机构、传动系统和负载系统等模块的仿真模型;基于模型分析和仿真,采用单控制器策略控制两台发动机,对悬停状态下的飞行器双动力源系统进行了恒定转速控制仿真。通过与实验结果对比,基于该模型的发动机控制接近真实的发动机工作过程,该模型可以用于发动机控制器设计,缩短了控制器设计周期。     

基于xPC目标的液压疲劳控制系统半实物实时仿真

系统仿真可分为物理仿真、数学仿真及物理-数学仿真(又称半物理仿真或半实物仿真).对于被控对象工作环境恶劣的系统,宜采用半实物仿真.基于Matlab软件的xPC目标环境,具有交互直观,快速灵活,实时性与远程控制等许多优点.本文以液压疲劳试验机控制系统为例,介绍基于xPC目标的半实物实时仿真系统的设计及实现.     

面向云仿真的层次化仿真服务描述框架

针对云仿真中多种粒度资源共享和按需构建仿真服务的特点及其对仿真资源服务描述框架的新要求,提出了面向云仿真的层次化仿真服务描述框架;对框架中各层次的描述语义进行了定义和形式化描述。将研究成果应用于云仿真系统的仿真服务描述实现中,通过典型实例,验证了所提出的仿真服务层次化描述框架。研究实践表明：面向云仿真的层次化仿真服务描述框架适用于云仿真系统中涉及的各类不同粒度的仿真服务资源,能够从服务属性语义与服务模型语义两个角度对仿真服务进行描述,从而支持基于仿真服务描述的智能化发现与组合调度,实现按需构建仿真服务的云仿真模式。     

点火式LPG发动机数值模拟与仿真分析

针对点火式LPG发动机进行了缸内燃烧过程的三维数值模拟,研究了LPG发动机在稀燃状态下的燃烧特性。使用FIRE软件,分析了点火提前角、压缩比以及燃烧室结构对LPG发动机燃烧过程中缸内、温度、累积放热量、已燃燃气质量分数以及NO质量分数等参数的影响,探索出对LPG发动机燃烧过程的影响规律,为LPG发动机设计以及性能试验研究提出方向性的建议。     

汽车道路模拟系统的模糊自适应控制及仿真

以汽车道路模拟系统为研究对象,根据模糊控制理论,将模糊控制与常规的增量式PID控制相结合,设计出一套模糊自适应控制系统.并对C级路面谱进行仿真再现,仿真结果表明,该控制器比常规PID控制器具有更高的控制精度和更好的动态性能,在道路模拟仿真试验中可以达到非常满意的效果.     

普适化仿真网格研究

为解决互联网(包括局域网和广域网)上仿真模型资源的共享与重用、协同互操作、动态优化调度运行,更好地增强仿真应用的自适应性、游牧性和智能性,将仿真网格技术与普适计算机技术相结合,提出了普适仿真网格的概念.介绍了普适化仿真网格的技术内涵,研究了普适化仿真网格的体系结构,具体阐述了普适仿真网格的部分关键技术.最后通过原型系统的实现与简单的应用示例,证明了这种普适仿真网格能满足用户的需求.     

Wheel-rail wear simulation

This paper declares the method for the computation of the wheel-rail surface degradation in a curve where the major surface degradation phenomenon is a combination of wear and plastic deformation. Simulating the form change of the wheel-rail contacts help to identify the risk of severe or catastrophic wear resulting from increased train speeds and axle loads and can help in determining more efficient maintenance schedules for track and rolling stock. The method was previously used to simulate the form change in a two-roller contact. The progress is made in the terms of general geometry modelling, which makes differences in the various contact configurations. The normal contact problem is analysed using the modified Winkler method and calibrated using the results from FEM modelling of the wheel-rail contact with elastic-plastic material model. A piecewise approach and stick-slip analysis of the rolling-sliding contact solves the tangential problem. A linear wear law is used in the wear computation. The form change for a typical two-point contact in a low radius curve was analysed and discussed.     

太阳模拟技术

介绍了太阳模拟技术研究中要遵循的设计准则及基本概念。给出了相应的计算公式。对太阳模拟技术中应用的光学系统形式及其基本原理进行了阐述。较详细的对聚光系统的优化设计,提高系统聚光效率进行了论述。分析了光学积分器对系统辐照不均匀度的影响,给出了两种积分器形式及相应的计算公式。     

计算机模拟方法在晶粒长大过程研究中的进展

综述了晶粒长大过程模拟在国内外的研究进展,阐述了该研究领域主要采用的3种模拟方法（蒙特卡罗方法、元胞自动机法、扩散界面场变量模型方法）,提出了该研究领域目前存在的问题及今后的研究方向。     

采用ANSYS的橡胶弹簧的有限元建模与仿真

建立 AD250铰接式自卸车前悬架橡胶弹簧的参数化非线性有限元接触模型,比较橡胶弹簧实体建模与平面建模的计算精度,并分析大载荷下橡胶弹簧内部应力的分布,得到的结果与试验结果有很好的一致性.此模型可为橡胶弹簧结构的参数优化提供理论支持.     

面向多学科虚拟样机协同仿真的仿真网格技术研究

针对目前多学科虚拟样机协同仿真应用中面临的多学科交互协同能力差、资源动态调度分配难、系统容错能力和柔性差、动态资源可重用性差、规模易受限制等问题,首先提出了一种新的解决途径——构建仿真网格,进而较为详细地介绍了面向多学科虚拟样机协同仿真的仿真网格技术的部分研究成果,最后,介绍了典型的应用案例,并给出了结论和下一步的工作展望。