通用信道编译码算法物理性能快速仿真系统

为实现信道编译码硬件算法物理性能的快速、准确验证,提出一种软硬件协同的通用化信道编译码算法物理性能快速仿真与性能评估系统。PC上位机软件主要实现模拟信源/噪声数据生成、仿真数据后分析、数据/控制指令传输以及与FPGA下位机交互等功能;FPGA下位机通过设计数据调度与系统控制、信道编译码算法架构、加噪信道以及数据统计等单元,构建通用编译码算法验证系统硬件系统架构,支持不同信道编译码算法物理性能的高效、准确验证。以系统当前支持的BCH码、LDPC码、删余卷积码、RS码及其串行级联码的性能仿真为例开展性能测试,性能恶化最大值低于0.4 dB,在10-7误码率统计量级下,仿真时间低于12 s,验证仿真评估系统的准确性、可靠性与有效性。系统采用的通用级联架构还可支持其他信道编译码算法的快速移植与部署,可为信道编译码算法物理性能快速验证提供一种有效的解决方案。

军事舰艇计算机生成兵力仿真系统的结构设计

虚拟环境训练和测试可以实现对真实海洋战场环境的模拟,并有效减少对真实舰艇、人员和装备的需求。本文对军事舰艇计算机生成兵力仿真系统进行研究,分析了系统需求,设计的系统结构包括实体行为模型和人工智能模型,对系统中的关键技术进行研究和设计,包括实体模型设计、舰艇兵力生成及模拟、人工智能决策实现等。实体行为模型和人工智能模型不断融合和交互,结合神经网络算法和模糊逻辑控制器,实现对海洋复杂战场环境以及敌对行为的模拟。

基于Unity3D的档案抓取机械臂仿真系统设计与实现

随着工业领域对无人化和自动化的需求增加,多自由度机械臂在工业领域应用越来越广泛。基于Unity3D设计了一个六轴机械臂仿真系统应用于实体档案管理领域,该系统允许用户通过软件界面对虚拟机械臂进行运动控制,并实现机械臂以及末端夹具和工作环境之间的碰撞检测,确保系统安全执行任务。系统采用UGUI实现交互界面,使用Unity矩阵、向量接口实现正逆运动学算法,并使用Articulation动力学组件实现运动控制。针对碰撞问题,采用BoxCollider组件及OBB相交检测算法。给出了基于Unity3D的仿真界面图,并通过实例验证该系统能够安全平稳地执行任务。

基于西门子S7-1200系列PLC的新型电力系统仿真系统设计

本文基于西门子S7-1200系列PLC设计了一种新型电力系统仿真系统,在保证“持续供电”“电价最低”和“削峰填谷”的电能调度原则,以及防止弃风、弃光原则基础上,能够较好地对风、光、储、网、荷一体化新型电力系统进行基本控制与调度,对高职电力类人才培养、学历课程与培训项目的“岗课赛证”一体化发展具有较好的辅助作用。

VR技术在计算机虚拟仿真系统设计中的应用

计算机虚拟仿真系统是当代多个专业教育教学工作中的重点,若能将VR技术应用其中,则可构建起更加真实的虚拟仿真实验环境,以提升教学效果,发挥VR技术的应用价值。文中分析了VR技术在计算机虚拟仿真系统设计中的应用,旨在优化计算机虚拟仿真系统的设计工作,提升相关专业的教学效果,以供参考。

基于工匠精神引领下的虚拟仿真系统在数控技术专业教学中的应用分析

以虚拟仿真系统为主体的信息化教学资源在教学中的广泛应用,已成为推动高职教育教学改革的有效手段。虚拟仿真系统具有贴近现场、能动态观察加工制造过程的实用性,对提高数控技术专业学生的专业能力起到了积极的作用。将数控仿真系统引入高职院校数控专业理论课程教学中,以优化数控教学效果,提高教学效率,也满足了教学改革的需要。在此基础上,本文简要分析了运用数控仿真系统在高职数控技术专业中的教学应用及参考策略。

一种基于Unity3D技术的电缆接头故障测寻仿真系统

基于Unity3D技术设计了一个电缆接头故障测寻仿真系统。该系统可模拟电缆接头的失效情况,帮助用户快速定位故障点,并提供可视化的故障信息展示。本文首先介绍了电缆接头故障的常见类型和原因;然后详细阐述系统的设计思路和实现方法,描述了技术架构;最后,对该系统的推广场景及优化思路做了说明。

基于Unity3D的草坪毯修补机器人半物理仿真系统

机电一体化纺织机械的研发普遍存在现场调试工作量大、周期长及成本高等问题,针对目前主流仿真软件存在的三维展示效果差,或实时性不足,或无法连接机械电子软件进行综合仿真等缺点,研究设计了一套半物理仿真系统。基于Unity3D虚拟现实引擎搭建了仿真平台,以仿真电路板为载体,实现了虚拟机械与控制系统间数据的实时交互;以草坪毯自动修补机器人为仿真对象,证明该半物理仿真系统具有较好的实时性及三维展示效果;通过输出修补机器人关键结构的运动时序图、空间轨迹图,验证了修补机器人机电系统的工艺仿真可行性,可替代部分现场调试工作,减少工作量、缩短研发周期、节约成本,提高设备的研发效率。

活动矫治器制作虚拟仿真系统在正畸弯制教学中的应用

正畸治疗往往需要借助各种物理性装置产生的矫治力来促使牙齿、颌骨改变位置,甚至使颌骨发生矫形变化^([1])。其中活动矫治器在协调牙颌关系、破除不良口腔习惯、创造口颌面发育的有利生长环境中发挥重要作用^([2,3])。

空间操作任务的分布式仿真系统

针对非合作目标抓捕、在轨维护、空间装配等复杂空间操作任务的地面验证需求,构建一套分布式仿真系统,主要由后台仿真模型、前端视景演示系统和前端主控制器组成。为实现不同建模工具或编程语言之间的多学科模型耦合与交互,引入FMI(functional mock-up interface)标准进行系统集成,提高了系统的模块化程度、通用性与可移植性。为充分利用计算资源、提高仿真效率,分布式部署仿真子系统与模块,利用DDS(data distribution service)通信机制实现高效、可靠的数据交互。双臂空间机器人抓捕非合作目标的演示案例表明,该仿真系统能够高保真模拟从远距离导引到近距离操作的全过程,满足实时仿真的要求。

基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统

[目的]为了提高轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性,依托VR(虚拟现实)技术,构建了轨道交通车辆数字孪生仿真平台。[方法]通过轨道交通车辆数字孪生三维模型与机理模型的层级式构建方法,以及层级式关联映射方法,实现了三维模型与机理模型融合,耦合生成了轨道交通车辆数字孪生三维物理模型,并由此提出了一种轨道交通车辆数字孪生仿真系统以及系统的构建方法。以青岛某地铁车辆及其相应运行线路为研究对象,通过搭建的VR平台及车辆自动驾驶控制算法,对该仿真系统功能进行了试验验证。[结果及结论]试验表明,列车实际运行速度与控制运行速度误差均在±1.5 km/h内,证实了模型的有效性。轨道交通车辆数字孪生仿真平台的构建方法为提升轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性提供了新的技术思路。

射频仿真系统中幅度误差对角模拟精度的影响分析

角模拟精度是射频仿真系统的一项重要指标,而三元组幅度控制误差是影响角模拟精度的重要因素,分析角模拟误差与幅度误差的关系具有重要意义。首先,在三元组最大幅度误差限制下,对固定角位置下的最大角模拟误差问题进行建模,该优化问题是一个非凸优化问题,通过分析其结构特性,获得最优解的六组可能取值。其次,对三元组内任意角位置下的最大角模拟误差问题进行建模,基于固定角位置的优化结果与该问题的结构特性,获得三元组最大角模拟误差的闭式表达式,揭示最大角模拟误差对应的视在辐射中心。然后,分析幅度误差较小时,三元组最大角模拟误差的渐进特性,揭示了渐进角模拟误差随幅度误差变化的线性关系。最后,仿真验证了角模拟精度分析结果的准确性。

载人月球探测混合云架构体系仿真系统研究

针对载人月球探测工程任务需求,设计了一种基于混合云架构的体系仿真系统,实现了辅助设计、方案验证和协助任务等功能应用。分别从任务设计和应用模式角度分析了体系仿真系统功能需求;根据需求给出体系仿真系统总体架构,采用仿真平台和仿真支持库统筹建设的方式,完成了系统开发与集成;提出了针对体系仿真系统建设涉及的体系建模、任务规划、推演展示、效能评估和系统联动与扩展关键技术实现方案;应用该系统实现了对典型载人月面活动场景的仿真,得到了关键参数模拟推演结果,验证了体系仿真系统各项功能有效性和正确性;最后给出了思考和展望。该体系仿真系统可支撑未来载人月球探测相关任务开展发展论证和综合评估验证,能够为同类系统开发提供方案参考。

空中目标动态电磁散射数据仿真系统设计与实现

电磁散射数据是目标识别研究的基础,但由于试验测量成本高、可重复性差等问题,空中目标电磁散射实测数据十分有限。基于去遮挡的N点模型和电磁计算数据插值研究了空中目标动态电磁散射数据仿真方法,设计了空中目标动态电磁数据仿真系统,该系统将电磁散射仿真与实际飞行场景相结合,支持场景自定义和空中目标三维模型库扩展。分析了飞机和巡航导弹2类目标仿真数据及成像结果,结果验证了仿真方法正确性和系统有效性,可为研究实际场景下的空中目标识别提供支撑。

基于数字虚拟仿真系统的CBL教学法在神经外科临床教学中的应用

目的探讨基于数字虚拟仿真系统的案例教学法(case-based learning,CBL)在神经外科临床教学中的应用效果。方法2022年1—12月,选取广西医科大学附属肿瘤医院外科学习的60名临床医学专业本科生为研究对象,随机分为试验组和对照组,试验组采用基于数字虚拟仿真系统的CBL教学法进行教学,对照组采用传统教学法教学。通过问卷调查比较2组的外科学理论和临床技能考试、教学效果评价。结果试验组理论知识考核成绩(88.66±11.25)分和技能成绩(90.55±8.54)分,均高于对照组的理论知识考核成绩(78.32±11.61)分和技能成绩(80.62±8.45)分,差异有统计学意义(P<0.001)。满意度问卷显示试验组除了在临床工作效能方面与对照组差异无统计学意义(P>0.05)外,在其他亚类,试验组均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论基于数字虚拟仿真系统的CBL教学法能让学生更好地理解和掌握神经外科疾病,有效提高学生的考核成绩,激发学习兴趣,提高学生自主学习能力,在临床教学中具有一定的应用前景。

煤矿安全生产培训仿真系统的可视化设计与应用

针对传统培训方式受限于场地、设备或安全因素,难以模拟出真实的煤矿环境,设计了煤矿安全生产培训仿真系统。将360°环屏沉浸式投影设备作为煤矿安全生产培训仿真系统硬件平台,为学员创造出身临其境的模拟情景,使学习过程更为轻松、直观。通过获取煤矿巷道数据源、煤矿安全生产培训虚拟现实场景模型构建等,实现系统软件部分的煤矿虚拟生产培训与可视化展示。设计开发导线管理信息模块,以确保系统在实际应用中可实现三维场景实时性和动态性。通过实例应用结果表明:煤矿安全生产培训仿真系统所呈现的内容与实际场景的相似度极高,说明可在虚拟场景中为学员呈现一个逼真的煤矿环境,使学员仿佛置身于真实的矿井之中。这种逼真的视觉效果不仅能够增强学员的沉浸感,还能让他们更加深入地理解矿井的结构、安全操作规程及应对突发状况的策略。

基于数字卫星的仿真系统设计与应用

针对卫星数字化仿真加速比和通用性不足的问题,文章提出了基于数字卫星仿真系统的“低耦合、高兼容”设计方法。在仿真系统总体架构下,对数字卫星子系统中的内外接口、虚拟总线模块、星上单机仿真策略和数字场景子系统中轨道仿真模块、信道仿真模块、目标仿真模块的功能进行分析与设计。经该方法下开发的数字卫星仿真系统的测试验证,结果表明:该系统具备不小于30倍速的加速仿真能力并支持多星协同仿真,可为后续卫星数字化仿真系统的设计提供参考。

浅谈虚拟仿真系统在高校生物实验中的应用

生物实验教学在高校教育中具有举足轻重的地位,然而传统实验教学面临诸如成本高昂、安全隐患以及伦理问题等局限性。随着技术的快速发展,虚拟仿真系统已逐渐融入高校教育领域。虚拟仿真实验借助计算机技术和虚拟现实技术,为学生提供一个高度逼真的数字化实验环境,有效弥补了传统实验教学的不足之处。为此,本文探讨了虚拟仿真实验在高校生物实验中的应用、优势,以及在高校生物实验教学中所面临的前景和挑战,期望通过对虚拟仿真系统在高校生物实验中的讨论,能促进其在高校生物实验教学中的广泛应用,从而提高实验教育的质量与效果。

基于数字域信号合成的仿真系统架构研究

针对基于射频信号合成的注入式仿真系统架构复杂、硬件成本高、难以扩充和更改的技术难题,提出了基于数字域信号合成的注入式仿真系统架构,在降低系统射频链路复杂度的前提下,利用多通道数字信号合成模块(MCDSSM)替代了射频信号合成架构中的天线波束形成单元(ABFU),实现了架构简单、模拟雷达接收通道数量灵活可变、接入干扰设备可扩充的系统架构。进一步在数字域给出了基于三阶交调失真模型的雷达多通道回波信号处理流程。仿真试验验证了基于数字域信号合成的仿真系统架构的可行性。

基于BIM+VR技术的水利工程施工安全教育虚拟仿真系统开发

为了能够有效解决水利工程施工安全教育教学过程中存在的教学手段单一以及实用性和趣味性不足等问题,开发了基于BIM+VR技术的水利工程施工安全教育虚拟仿真系统。介绍了系统的组成,提出了系统整体框架设计,梳理了系统开发流程,详细阐述了系统的主要功能。研究成果可应用于水利工程施工人员的安全教育教学和考核评价,显著提高水利工程施工安全教育的效率和效果,对推广BIM+VR技术应用于水利工程施工安全教育教学培训具有重要借鉴意义。