基于快速仿真原型的飞行器半物理仿真系统

设计了基于快速仿真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。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。

制造系统虚拟仿真原型工具的研究

通过对制造系统的分析 ,基于将“面向对象的分析方法、三维几何模型和仿真机制”统一起来的有向图仿真建模机制 ,提出虚拟仿真工具的模块化体系结构 ,开发了面向制造系统的专用虚拟仿真工具 。

实时嵌入式计算机仿真原型的自动构造环境

本文通过对嵌入式计算机仿真方法的探讨,提出了在异种机上自动构造目标机仿真系统的基本思想,并阐述了利用软件自动生成及可重用技术建立嵌入式计算机仿真原型生成环境的设计方法,最后介绍以此方法设计的QUICKER系统的实现。

仿真技术在新建设铁路信号专业教学中的应用研究

传统的列车运行控制实验系统有着占地面积大、成本高、维护成本大等问题,仿真系统逐渐成为实验室建设的首选目标。仿真系统不提供接口,实验过程等同于浏览学习软件的使用说明,实验者易忽略实验现象背后列车运行控制技术控制原理,达不到预期效果。文章拟通过采用自行开发仿真系统原型,提供源码和接口,通过课程教学演示讲解,实践环节培训开发等相结合的形式,达到建设专业、培养学生的目标,探索开放的仿真系统对新专业建设的作用。从后期学生毕业设计完成质量来看,这种新方式不仅有助于巩固专业知识,而且能够培养学生的动手编程能力,对郑州轻工业大学的轨道交通信号与控制专业发展具有实践意义,对同类专业的建设也具有一定的参考价值。

基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法

针对未来航空电子系统面临的挑战和航空电子系统设计的特点,提出基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法,克服了瀑布式系统开发方法在航空电子系统开发中的缺陷。该方法强调概念和需求的验证,克服因系统设计早期发生错误而引起系统研制后期更大的更改;强调图形化设计和原型仿真,克服错误的需求理解导致错误设计;强调系统建模,一方面可以在模型上进行各种验证和试验工作,另一方面可以重复迭代和重复利用。航空电子系统座舱综合显示设计的应用实例,显示了该设计方法的有效性。

基于RTX的空面导弹制导控制系统快速原型仿真

制导控制系统快速原型仿真是空面导弹研制与开发的重要组成部分,是数字仿真到半实物仿真不可缺少的中间环节。基于Windows平台、Simulink仿真建模软件和RTX实时嵌入内核,建立了制导控制系统快速原型仿真系统。基于VMIC实时网络系统实现了分布式仿真,完成了模型在线调参、自动下载等功能。最后应用该系统实现了Simulink环境下空面导弹制导控制系统模型在RTX环境下的快速原型仿真,仿真结果验证了该系统仿真准确性以及良好实时性能。

虚拟原型实验仿真技术及应用

论述了虚拟原型实验仿真的研究意义 ,综合归纳了VPES技术的研究内容 ,并对VPES的关键技术进行了分析研究 ,提出了VPES系统实现的技术方案 ,并以一汽车产品为例 ,建立了一套“轻型卡车备用胎架疲劳强度的载荷预测”虚拟原型实验仿真系统。

多面体三向DEXEL模型与虚拟快速原型过程仿真

提出了一种多面体的DEXEL化算法,建立了一种多面体的三向DEXEL模型。在同一三向DEXEL模型空间,对不同多面体的三向DEXEL模型实现并、交、差布尔运算。根据三向DEXEL模型的层状结构特点,将三向DEXEL模型用于快速原型系统过程仿真。通过一个大体素,模拟快速原型设备激光头的一次移动过程,通过零件一层内所有激光头的移动形成零件的一层,再通过层层堆叠的方式形成整个零件。在Java 2.0与Java 3D环境下编程,实现并验证了所有算法,并给出了一个零件的快速原型过程仿真实例。

大型MIS系统开发及原型仿真

大型MIS系统在企中的广泛应用,不仅使企业的运作更加规范化,而且还大大提高了企业的生产效率。随着越来越多的企业使用MIS系统处理日常的工作,人们对大型MIS系统提出了更高的要求。这对于设计、开发大型MIS系统的人们来说,提出了一个新的课题。该文针对开发大型MIS系统时要注意的几个问题,如数据库设计、基础类库设计、文档管理、数据处理、用户界面规范等做了详细的论述;同时,采用系统原型仿真的方法对MIS进行开发。这些经验对大型MIS系统的开发工作有很强的指导意义。

基于RTAI的发动机快速原型仿真系统研究

以快速开发发动机实时仿真系统为目标,采用当前先进的快速原型开发技术,建立了发动机快速原型仿真系统。该系统可有效地解决发动机仿真系统开发周期较长、软硬件通用性差等不足。系统以计算机辅助设计软件Simulink和实时Linux为软件平台,采用PC兼容机和通用工业数据采集卡为硬件平台。详细阐述了快速原型仿真系统的软硬件组成、工作原理和实现步骤,并以6135柴油机为实例进行了实时仿真系统的快速开发,验证了所建立的快速原型仿真系统的有效性。

基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法

针对未来航空电子系统面临的挑战和航空电子系统设计的特点,提出了基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法,克服了瀑布式系统开发方法在航空电子系统开发中的缺陷.该方法强调概念和需求的验证,克服因系统设计早期发生错误而引起系统研制后期更大的更改;强调图形化设计和原型仿真,克服错误的需求理解,导致错误设计;强调系统建模,一方面可以在模型上进行各种验证和试验工作,另一方面可以重复迭代和重复利用.利用基于商用技术和系统设计工具建立系统的建模系统和原型仿真平台.最后介绍采用基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法进行的航空电子系统设计的两个应用实例.

基于BRAM的NVMe控制器原型仿真平台设计

为加快NVMe控制器的开发进程,实现NVMe标准命令的快速仿真验证,提出一种基于BRAM的NVMe控制器原型仿真平台的设计方法。将采用块随机存储器代替闪存作为存储介质,处理器直接将数据写入块随机存储器,缩短数据的存储路径,极大地降低工程结构的复杂度,克服NVMe控制器工程仿真过程耗时较多的缺点。仿真结果表明了该方法的可行性,相比于原始NVMe控制器,其结构更简单,仿真过程用时明显减少。

红外导引系统快速原型仿真中的场景生成技术

介绍了基于Vega视景引擎红外场景生成方法,并应用于基于RT-LAB快速原型平台空空导弹红外导引系统快速原型仿真。设计了空空导弹红外导引系统快速原型仿真框架,根据框架建立了弹目6自由度运动学/动力学、红外导引系统Simulink仿真模型及目标等三维几何模型,采用Vega传感器模块和粒子系统模块实现目标各部件温度和干扰弹的自定义设置,同时针对快速原型实时仿真的要求设计了高精度的帧频控制方法。将红外场景生成软件与某空空导弹快速原型仿真系统进行联合仿真进行验证,对空空导弹导引系统的研制与开发起到了重要作用。

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension,RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。

一种基于模型和原型系统仿真的综合模块化航空电子系统开发方法

针对综合模块化航空电子系统的复杂性和传统瀑布式开发方法存在的问题与挑战,在V型开发模型的基础上提出了一种基于模型和原型仿真的综合模块化航空电子系统的开发方法。该方法通过在需求捕获、方案设计和工程开发阶段分别构建相应的原型系统进行仿真与验证,实现对系统需求进行早期需求确认与设计验证(V&V)、原型仿真与集成。采用该方法的好处是通过原型仿真,系统设计师可以在开发早期向用户展示他们的设计成果,以满足用户的需求;可以帮助系统开发人员以低成本实现连续的虚拟集成和迭代确认与验证,从而缩短系统研制周期,降低系统开发成本。飞行管理系统开发应用案例表明了该方法有效性。

基于BIM+GIS的室内外三维一体化系统设计与实现

传统的虚拟场景是基于三维GIS平台进行建立的,注重对海量地形数据的组织与调用、多分辨率地形的描述以及多源数据的集成,主要从宏观角度对室外地形环境进行表达,缺少室内空间的相关描述。BIM和GIS两者优势互补,两者的结合能够实现室内外空间的一体化三维表达,实现微观和宏观的结合。基于设计的框架,设计并开发了BIM+GIS室内外仿真原型系统,以OSGEarth SDK为基础,通过C++语言的二次开发,将上述方法进行集成,实现了集成可视化交互、信息交互、交互建模以及分析应用四大应用模块的室内外一体化空间的三维可视化场景,并针对具体应用实现了室内外一体化任务推演。

航空发动机健康管理系统的快速原型设计

针对航空发动机健康管理系统传统设计方法周期长、成本高等问题,提出了面向健康管理系统的快速原型设计方法,构建了基于虚拟仪器语言和快速原型技术的航空发动机健康管理系统快速原型仿真平台。以CompactRIO平台为核心,在实时响应最高的现场可编程门阵列(FPGA)环境下设计了信号接口单元,模拟发动机真实传感器值,并提供了基于Windows平台的健康管理软件实时开发环境,可以将健康管理算法快速部署下载至硬件平台。结果表明:此健康管理系统的快速原型设计方法是切实有效的,为扩展成为完全的硬件在回路(HIL)仿真的平台奠定了基础,有较好的工程实用价值。

基于多学科协同优化的制动系统实时仿真研究

对制动系统电子制动控制单元、气动制动控制单元和动力学系统进行建模,并对各模型进行实时联合仿真,仿真结果证明所建模型及仿真方法有效。

直接驱动阀式伺服作动器研究

研究了直接驱动技术的原理,分析了伺服回路设计的主要技术问题,并将研究结果应用于新产品设计,完成了快速原型试验验证。结果表明,直接驱动阀式作动器能够满足电传飞行控制系统的要求,其性能可以达到传统伺服阀式作动器的水平,但由于其结构简单、成本低、可靠性高,最终将取代伺服阀式作动器用于新一代战机。

高速大功率镗铣类加工中心电主轴开发

从实现电主轴的高速、高加工精度入手,着重从主轴静、动态特性方面利用有限元技术进行仿真分析和样机试验,设计出一种高速电主轴。建立了主轴部件有限元分析模型,包括主轴部件结构简化、单元类型选择及结构剖分、约束条件建立、载荷条件确定、主轴部件上零件附加质量处理。样机实测数据表明,主轴系统静刚度符合设计要求,静态回转精度实测值与设计值相符,实际加工精度符合国标对该类机床主轴系统的要求。