基于VR技术的某型舟桥训练模拟器研究

根据重型舟桥实装结构组成与功能特点,详细分析了该装备工作原理和运动特点,制定了作业流程。对装备进行了工位抽象,提出了多工位训练的设计方案构架,从而确定了重型舟桥训练模拟器整体设计方案。设计了通过模拟技术实现实装抽象逼真场景应用的训练模拟器方案,构建了由机柜、仿真计算机系统和数据采集网组成的训练模拟器的硬件系统。根据图形学原理和物理运动算法,结合高级语言编程,进行复杂结构体的物理仿真,实现了重型舟桥作业全过程的运动仿真。     

基于LabVIEW的激光加工路径识别算法

激光加工应用于各行各业,其作用不可忽视,而且功能越来越丰富.传统的激光加工往往是由上位机生成矢量图导入下位机后控制激光头移动.这种方式局限性在于不能自由的对加工平面上规划好的路径进行加工.为了解决这个问题提出了基于LabVIEW机器视觉的路径识别算法,通过不断改变ROI即感兴趣区域来获取所需的点,将这些点连起来便是所要加工的路径,并将这些点转换成世界坐标传输到控制器来控制激光头的运动,在不断改变ROI的同时必须严格保证ROI不偏离规定路径也不能同时包含其他路径而造成干扰,实验结果显示路径可以被有效识别验证了该算法的可行性.     

基于几何特征的不平整路面三维建模与分析研究

在对比利时路关键几何特征、特征的分布特点及其约束条件进行分析的基础上,提出了基于几何特征的参数化路面三维建模方法。通过比利时路三维理论模型与生成的三维随机路面融合,得到真实准确的比利时路三维模型;在建立标准化车辆振动模型的基础上,以IRI指数和车身振动加速度均方根值(RMS)作为评价指标,分析了比利时路的关键几何参数对车辆振动的影响。通过实测道路数据与所建立模型对比分析,验证模型的准确性;提出的道路三维建模方法可以扩展至卵石路、鱼鳞坑路、波纹路、搓板路等几乎所有不平整强化试验路面,为全面构建车辆虚拟试验场提供了一种参数可调、真实准确的道路三维建模途径。     

共面波导激励电磁体积力的数值研究

低频微波在共面波导传输线上是以准TEM(Transverse ElectroMagnetic)模的形式传播,其横向分布的电场和磁场相互作用能够激励出沿导带方向的电磁体积力.通过有限元-棱边元法数值分析了不同频率的激励源对共面波导周围场强分布的影响,并研究了处于特定环境下的共面波导周围的电场、磁场以及电磁体积力的分布情况...     

火控训练模拟器的设计与开发

与其他机械设备不同,火控系统对操作人员技能的要求更高,实操训练也存在更高的危险性。针对火控操作人员训练的需求,应用半实物模拟技术、虚拟仪器与虚拟现实等技术研制了某舰炮火力自动控制系统模拟训练装置,根据人机工程学的原理设计了模拟操纵机构,采用CAN总线技术解决了模拟器的数据采集,综合运用实体建模、运动学仿真、场景优化等技术,开发了具有高沉浸感的视景软件系统。该系统解决了火控系统训练难以开展的难题,具有广阔的应用前景。     

全附体潜航器螺旋桨桨叶损伤故障辨识机理

全附体潜航器智能故障诊断需要以完善的故障数据集为基础,而有些工况下典型故障数据很难获得,可通过数值仿真得到。基于流体基本原理,求解三维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流封闭方程,获得均匀来流条件下桨叶损伤对全附体潜航器扰动流场与力矩波动的影响。结合场强分析归纳出桨叶损伤特征与其流场演化、流体动力学特征之间的耦合作用机理。结果表明：相对于黏性力压差力的影响起主导作用,压力矩的波动可以分为低频大幅度振荡和高频小幅度振荡,前者频率取决于尾涡脱体频率,后者频率则与螺旋桨转动频率一致;桨叶推力的偏心位置决定了压力矩系数平衡线相对零位置的偏移量,而俯仰和偏航力矩的相位差则反映了桨叶的对称性,相位差越小、桨叶的对称性越强;结合黏性力矩的变化,可以推测出桨叶损伤类型;所得研究成果可为下一阶段实现潜航器姿态的在线监控以及智能故障诊断奠定理论基础。     

潜载随动系统的扰动特征与复合轴补偿机理研究

当潜艇在水下高速行进时,海水会在潜艇表面形成脱体边界层和分离涡,大尺度分离涡的生成和脱体会引起潜艇力与力矩的大幅度波动,从而影响潜载激光武器随动系统的跟瞄精度与毁伤效能。以潜载激光武器粗精复合轴跟瞄系统为研究对象,分析了潜艇流噪声对粗、精两级跟踪输出误差的影响。基于流体力学基本控制方程,通过层次结构网格下的有限体积法分析了1×10⁷雷诺数下6°偏航角潜艇的流体动力学特性,并通过坐标解算将流体对艇体的扰动转化到光轴坐标系;获得了粗、精复合轴随动系统的传递函数,搭建了闭环控制器,获得了粗、精通道对特征输入信号的时域响应特性;分析了粗、精复合轴随动系统对潜艇流场扰动输出误差的补偿效果,并从流场演化和压力矩脉动层面分析了大尺度分离涡对跟瞄输出误差的影响。研究结果表明：粗、精复合轴随动控制系统可以有效补偿潜艇扰动带来的光轴输出误差,方位角、俯仰角的波动和跟瞄输出误差主要由围壳端面产生大尺度分离的梢涡引起的压力矩脉动造成,艇身扰动因其周期较长而对输出误差没有特别的影响。     

反射镜片高度对快反镜测量误差的影响及补偿

在高精度光电跟瞄系统中,快速反射镜（fast steering mirror,FSM）是精跟踪通道中的核心元件,能够实现转动角亚微弧度的分辨率。测量误差直接影响到跟瞄系统的控制精度,其中,FSM镜片反射面高度对误差的影响显著,在实际跟踪控制中必须予以补偿与校正。以某型搭载快速反射镜的实验转台测量模型（测量精度为±50 μrad）为基础,理论推导了反射镜片反射面高度引起的误差模型,并利用系统辨识的最小二乘估计算法求取出误差特性参数,进行误差补偿。实验结果表明,经过补偿后的镜片高度对误差的影响缩小到±2 μrad。     

基于电磁力滤波的潜载定向能随动系统振动控制

潜航器在潜行时,由于来流和艇体的相互作用,潜航器及其所搭载的光电跟瞄系统会受到外界流场的扰动,使其产生不同频率和幅度的振动。通过壁面电磁流体边界层控制来抑制光电跟瞄系统的流致噪声,估计目标处能量累积控制效果。基于有限体积方法,分析雷诺数1×10⁷条件下同时具有6°偏航角和10°俯仰角的潜航器在有无流向电磁力控制时的流体动力学特征;对复合轴控制过程中直流力矩电机和快速反射镜两个执行机构进行建模并推演了系统的传递函数;大地坐标系下的潜航器力矩扰动通过坐标变换的方式转化到光轴坐标系下,将其作为扰动输入给复合轴控制系统,进一步用MATLAB仿真估计电磁力优化滤波方式对复合轴输出误差的补偿与控制效果。结果显示,电磁流体控制能改变艇体壁面的流场结构,抑制高频扰动涡,且能有效地增强目标区域内光斑的能量累积密度。