Vega Prime实时视景仿真中实体姿态角研究与应用

实时视景仿真中准确描述实体的姿态十分重要,欧拉角就是一种描述实体姿态的有效方法,它广泛应用于各种系统,出于对各自问题解决的需要,不同系统对于欧拉角的描述不尽相同.实时视景仿真Vega Prime软件即采用欧拉角HPR来描述仿真实体的姿态,从欧拉角HPR的含义、如何将实体的姿态调整为给定姿态(h,p,r)和欧拉角HPR的求取等三个方面进行了深入研究,最后以实例的形式分析了欧拉角的求取过程和求取方法.     

联合式航空电子系统全数字仿真设计与实现

针对联合式航电系统原理仿真及教学需求,设计并实现了基于实体座舱并嵌入DCS数字战斗模拟软件的全数字仿真系统。系统可模拟航电系统地面准备、导航、空空、空地模式下的操作控制逻辑和显示画面;实体座舱和数字战斗模拟软件通过多路RS422总线和HDMI接口实现信息交互;采用共享内存机制获取飞行状态及航电终端仿真数据作为激励源,模拟航电系统运行过程中各个子系统之间GJB 289A总线的信息流,展示GJB 289A总线通信原理及调度机制。实践证明,系统能有效支撑航空电子综合技术与原理的教学。     

装备虚拟保障系统的概念及其技术框架

针对传统的装备保障系统仿真存在的不足,在理解保障系统的物理意义的基础上提出了虚拟保障系统的概念,分析了虚拟保障系统的特点和优点,提出了虚拟保障系统的技术框架,其主要包括保障对象建模、系统任务建模、保障系统建模、离散事件仿真和可视化仿真。在建模过程中考虑了实体的三维模型,包括保障对象和保障系统中的资源实体,构建了保障任务的虚拟设计环境。最后讨论了虚拟保障系统的运行与评价方法,可在装备的研制阶段和使用阶段为保障系统的设计、分析和评价提供技术手段。     

人在回路中的分布式飞行员训练仿真系统的设计

在飞行员训练仿真系统中,用户操纵飞机在仿真战场环境中与计算机生成的兵力进行对抗。其中,VR-Forces可以提供分布式虚拟战场环境和计算机生成兵力,但是其仿真实体操纵和战场观察的方式都比较单一。而DirectX提供了飞机操纵接口,Vega Prime则对整个对抗过程提供了三维视景表达。将这三者各自提供的应用编程接口结合起来进行系统的开发,可以同时保证战场的真实性、操纵的灵活性以及战场感受的沉浸性。利用此种方法,文章设计了一个人在回路中的分布式飞行员训练仿真系统。     

虚拟数控铣削加工几何仿真系统研究

数控加工仿真可以克服实物试切加工的弊端,为缩短产品开发周期、降低生产成本及提高企业的市场竞争力发挥重要作用。建立了几何仿真系统总体结构,对其中的几何仿真模块进行了深入研究,包括刀具实体建模、毛坯实体建模和刀具扫描体建模。并用计算机语言加以实现。利用本软件可以检查数控加工程序中的错误,以部分或者完全取消试切环节。     

飞行模拟器视景生成

提出基于 MultiGen Creator 和 Vega 开发出飞机训练模拟器视景系统的视景节点的软硬件配置要求;论述了基于 Creator 的实体建模方法、基于 Creator 建模和 Vega 软件环境的空中、海面等环境的生成方法、视景仿真软件开发过程以及整体系统的实现等关键技术。仿真结果表明,该视景系统能逼真地演示飞机训练模拟器的仿真过程,并且满足系统仿真实时性的要求。     

绝对节点坐标列式实体梁单元建模方法及应用

在多体系统动力学建模方法中,传统非等参梁单元的建模方法主要基于Euler-Bernoulli梁或Timoshenko梁理论,无法准确描述截面变形;而传统绝对节点坐标列式索梁单元虽然能够准确描述截面变形,但需引入额外描述及处理闭锁问题;与上述单元不同,绝对节点坐标列式实体单元可以通过节点坐标直接描述截面变形,避免单元变形带来的闭锁问题。本文在实体单元方法基础上,首次提出了考虑单元连续性条件和黏弹性阻尼模型的绝对节点坐标列式实体梁单元,并使用实体梁单元实现了对多体系统的建模。仿真结果表明,对比传统有限单元及绝对节点坐标列式单元,实体梁单元能够更好地表征柔性梁的非线性特性,满足大变形柔性计算的需求。     

机载雷达罩FSS阵图加工的三维实体仿真

采用VC和OPENGL实现了雷达罩FSS阵图的加工仿真环境。建立了刀具扫描体模型和雷达罩的 全Z-Buffer模型,利用实体间的减运算实现了FSS阵图加工过程中的三维实体图形仿真。     

基于AR的无人机特情仿真训练系统

无人机特情训练系统存在难以模拟特情、难以重复训练、仿真的逼真度不高等问题。通过增强现实进行虚拟特情和飞行训练的虚实结合,实现特定条件下各种典型特情的仿真训练。采用融合ORB特征点和人工标志的三维注册方法,解决了虚拟对象和实体操作台叠加精度要求高的问题。采用虚实融合技术,逼真直观地模拟典型工况下的特情,提示特情处置流程。基于AR的特情模拟仿真,丰富了无人机训练系统的任务场景,提高了真实感与鲁棒性。     

基于计算机图形学的仿真系统设计与分析

针对工程中的计算机实体仿真需要，为满足各种工程领域具体仿真对象仿真设计和实验的要求，应用计算机图形学原理，采用高级编程语言提出进行计算机仿真系统软件设计的思想和方法，论述这种仿真系统中几何信息、功能信息、实体模型、特征模型所具有的功能以及各程序模块的作用及建立方法，并给出程序设计的主要流程图。     

VR-Forces中发射与毁伤仿真机制

VR-Forces是当前较为成熟的计算机生成兵力仿真平台,使用该平台实现仿真实体间对抗及毁伤是关键技术之一。针对该平台中发射与毁伤仿真机制,分析了对象参数数据库组织结构、发射武器配置方法、弹药选择列表构成和命中概率表的原理,阐述了毁伤机制、毁伤概率表组成以及毁伤执行器的配置方法。结合某飞机发射反舰导弹对敌方舰船突防的作战仿真实验案例,实现了红蓝双方的突防和防空仿真对抗。研究成果对基于 VR-Forces的作战仿真开发和开发类似系统有一定的技术参考价值。     

计算机兵力生成在空空对抗仿真建模中的应用

研究了计算机兵力生成在空空对抗仿真建模中的应用。首先,介绍了计算机兵力生成在空战中的体系结构;然后,详细地举例分析了体系结构中的实体行为模型和人工智能行为模型。最后,结合兵力生成理论在一个空空对抗实例中的应用,把整个理论体系串连起来。该仿真系统可以完成系统建模,系统设计和可视化演示,具有一定工程实用性。     

面向Micro-PNT系统的微陀螺敏感结构参数化有限元仿真研究

针对Micro-PNT系统中多环和微半球陀螺敏感结构在设计阶段三维实体仿真分析存在的模型复杂、网格特征较难匹配结构特征、模型复用性较低等问题,提出一种基于低维单元简化建模,并通过实常数和截面定义等方式对特征结构进行全参数化表征的分析方法。通过对比,在相当的分析精度下,参数化分析中所需的节点数量仅为三维实体仿真的2%和43%,仿真效率提高显著,可加快陀螺设计收敛进程,支撑Micro-PNT技术发展。     

可重构柔性模具蒙皮拉形工艺仿真CAE系统开发

基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA平台,利用其二次开发工具APDL和UIDL,开发了蒙皮拉形工艺仿真专用CAE系统,对二次开发的关键技术进行了研究.该系统可以方便地对实体模具及带弹性垫层可重构柔性模具蒙皮拉形工艺进行模拟仿真,实现对飞机蒙皮拉形质量的预测,并为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺优化及模面优化算法的实现奠定基础.     

关于高层体系结构的计算机生成兵力的研究

计算机生成兵力是分布交互仿真中的一个重要组成部分.在分析高层体系结构的基础上,提出了一个基于HLA的计算机生成兵力仿真系统的结构原型,重点研究了红方CGF的实体动态模型,建立了数学模型,同时对自治行为产生和操作员控制进行了进一步的讨论,为今后的实践性开发工作打下基础.     

基于张量的舰载机滑跃式起飞动力学建模

基于张量推导建立了舰载机起飞过程的一般数学模型。将航空母舰、飞机、飞机的前后起落架活动部分视为具有独立质量的实体,构成柔性连接的多刚体系统。用牛顿—欧拉法(N-E法)建立各个实体的动力学方程。利用张量的不变性对动力学和运动学方程进行变换,消除坐标系转换的影响,得到矩阵形式的微分方程组。这样动力学的全部计算均统一为矩阵形式。讨论了模型的封闭性,并给出了仿真结果。     

基于CAXA的三维物体模型重建及加工过程仿真

在介绍一种三维物体表面特征数据获取方法的基础上,利用CAXA软件平台,以普通眼镜盒实体为例,完成了对实体的三维模型重建及加工过程仿真(MPS),并提出了一种切实可行的CAT(计算机辅助测试)/CAD/CAM集成方案,为产品的设计、开发和制造提供了可行的方法与经验。     

对抗性智能空战目标机设计与实现

针对目前对抗性空战仿真的需要,将对抗性智能空战目标机分解为目标机决策仿真和目标机实体仿真两部分进行设计。以条件触发的动作链实现目标机对空战战法的执行,结合三自由度飞机运动方程、运动学方程和机载设备模型实现对目标机的实体仿真。     

飞机起落架系统的造型,仿真与干涉分析

本文介绍了在设计飞机起落架的初期阶段，如何应用实体造型技术和机构仿真技术在微机上构造起落架系统的三维几何模型和运动模型，获得逼真的起落架系统的三维图象并实现准确的运动仿真；还提出了一套独特、方便、灵活的干涉定性、定量检测方法。全文以南飞公司某型飞机主起落架为例进行分析。     

基于混合现实技术的民机驾驶舱仿真平台

为了满足民机驾驶舱设计早期多方案对比和快速优化迭代的需求,研发了面向民机驾驶舱的混合现实仿真平台。以实体场景模块、可视化模块和运行逻辑模块为依托, 构建了仿真平台的系统框架; 在此基础上, 研究了高精度动态虚实融合技术, 解决了混合现实平台中操控部件和人的数字孪生问题; 为了验证混合现实仿真平台的可行性和有效性, 在物理驾驶舱仿真平台和混合现实驾驶舱仿真平台开展相同的试验,采用主观评估和客观测量相结合的方法对驾驶舱操纵部件可达性、布局合理性、仪表显示可视性和可读性方面进行人机工效分析, 并将两组试验的试验数据进行对比。试验结果表明,混合现实平台与物理平台的测试效果基本一致,能够为驾驶舱设计早期多方案对比评估提供有效的测试平台。