人-机工程系统CAD精度及计算机仿真置信度研究

提出了一个典型的人 -机工程系统 CAD精度及计算机仿真置信度实验研究模型 .通过对同一数据的物理模型和计算机模型的测量数据和计算数据进行计算和分析 ,定量给出 CAD精度和计算机仿真置信度 .研究结果表明 ,对于由人控制、操作的机械系统 ,用 CAD和计算机仿真代替实物模型的物理模拟 ,既可以在制造之前进行工效预测 ,也可以对现有系统进行性能评估 .

视景仿真技术及其在人-机-环境系统工程中的应用

概括介绍了国内外视景仿真技术的发展及现状,重点讨论了视景仿真系统的基本构成和关键技术,探讨了它在人-机-环境系统工程研究中的应用及发展前景。

水利工程智能运维“云-网-端”全链路监控系统的研究与设计

随着引水工程信息化建设的不断发展,水利工程运维系统重要性逐步增加,而传统的运维系统已经不足以支撑当今需求,急需打造一款贴合水利工程信息化系统运维管理实际需求的智能运维系统。以引供水水利工程运维需求和特点出发,系统地阐述了水利工程运维痛点,运用云计算、大数据、人工智能等智能化、信息化技术与互联网技术相融合的手段进行运维关键技术研究,通过需求分析完成了系统总体框架设计及各功能模块设计,最终形成一套以“云-网-端”架构为基础的引供水工程智能运维管理系统。该系统能全面提升水利工程系统运行的安全性与可靠性,为类似的水利工程智能运维管理提供了技术支撑和借鉴意义。

起-停车辆巡航系统的建模与仿真

将理论和试验数据相结合,建立了起-停车辆巡航跟随仿真系统混合模型,然后根据滑模控制和模糊控制的优点,设计了车间距离控制器;结合建立的车辆巡航跟随仿真系统模型,进行了前车在静止和运动2种情况下的仿真。仿真结果表明:建立的车辆巡航跟随仿真系统模型和控制器能比较真实地反映实际起-停车辆巡航跟随情况,该模型和控制器可以用于对起-停车辆巡航跟随情况的研究。

人-车-路互动模式虚拟仿真系统

基于互动模式仿真,提出并开发了面向交通安全问题研究的、基于VR技术的人车路互动模式虚拟仿真系统,并阐述了系统的结构、软硬件组成和工作原理,讨论了系统实现中的若干关键技术,包括驾驶人交互操作信号数据采集技术、车辆动力学网络解算技术、基于Creator的虚拟场景建模技术、基于Vega的视景驱动技术、碰撞检测技术、三通道同步视景显示技术、基于Multi-Agent的车辆行为建模技术、仿真状态信息的动态显示技术等。实际的应用结果表明,该系统可以在道路设计阶段对设计方案进行量化的运营效果模拟和安全评价,从而达到优化设计方案、提高道路运营安全性的目的。

基于LP范型的反应-扩散系统随机仿真平台研究

随机仿真是描述反应-扩散系统随机特征的一种重要研究方法,但这种仿真的计算量很大,非常耗时,需要并行离散事件仿真PDES技术的支持。针对反应-扩散系统的特点,基于JAMES II离散事件仿真实验框架,设计实现了基于逻辑进程LP范型的并行分布式反应-扩散系统随机仿真平台。主要设计实现了LP范型模型接口、PDES仿真器以及分布式通信方法。利用该平台建立了经典反应-扩散Lotka-Volterra系统LP范型仿真模型,实验结果复现了Lotka-Volterra系统的震荡特性,验证了平台的有效性。

科学探索全宇宙的最优方法:一个超大系统仿真的宇宙物质反设计工程

针对人类实现最终科学研究目标,该文提出了科学探索全宇宙系统的最优方法:基于超大规模系统-云-并行数字仿真的宇宙物质反设计工程。首先,该文建立了全宇宙物质系统反设计方法,包括:数学模型是全宇宙物质的统一基理与统一数值仿真算法,以及相应大系统反设计数字仿真的方法及系统仿真计算步骤与流程图。即未来科学研究可通过超大系统数字仿真,寻找到宇宙物质的最根基要素,最后进行物理实验对该系统仿真结果作检测验证。这是人类代价最小并速度最快地实现最终科学研究目标的研究技术方法。然后,分析了该超大系统反设计的数字仿真方案的优点与可能存在的问题,认为超大系统数字仿真是目前科学探索全宇宙系统的第一优方法,因为该物质反设计可以回避开历时上亿年来人类及其祖先传统科学研究中存在的根本缺陷。因此,基于超大规模系统-云-并行数字仿真的全宇宙物质系统反设计的方法,在探索速度、探索效率、探索所需付出的代价等因素上,明显优越于人类传统自然科学探索方法,可以实现科学探索是有止境的,科技创新有止境的,是科学探索全宇宙的最优方法。

基于路面感知的工程机械铰接式液压转向系统性能优化

为了提高工程车辆铰接式转向系统的可靠性与稳定性,以转向油缸行程差最小和最大压力最小作为优化目标,采用粒子群算法对转向机构进行了优化。基于ADAMS和AMESim软件建立了包含同轴流量放大全液压转向感觉功能的机-液联合仿真模型,研究了优化后转向系统的动力学特性。仿真结果表明,满载工况下优化使转向油缸最大压力减小了15.5%,油缸最大行程差减小了22.2%,优化效果明显。试验研究了优化后的实际运行效果,分析了转向过程的油缸压力变化和行程差。研究结果对于减小铰接转向系统的压力振摆问题,降低转向能耗、提高转向稳定性和转向路感,从而提高工程机械的转向舒适度具有重要的指导意义。

大型工程项目进度-费用联合风险分析

从工程项目风险管理的角度出发,阐述了大型工程项目的风险特征。基于Monte carlo仿真方法,建立了大型工程项目进度-费用联合风险估计仿真模型,并对仿真结果进行统计分析,获得了进度-费用联合风险曲面。由此得到各种进度费用组合下的风险概率分布。最后结合算例说明了进度-费用联合风险的定量估计方法。

基于消息传递的人-物混合系统模拟

利用模拟技术研究人物混合系统的关键在于实现人-物互动的并行集成模拟。将日常管理活动中人物混合系统的人-物互动问题分解为管理者自我效能感演化和任务处理两部分,分别采用定性模拟和离散事件模拟方法建立了两个模拟模型。利用Visual Basic.net的多线程技术和Arena的实时执行模式,设计并开发了基于消息传递的并行集成模拟系统原型,从而实现了人-物互动的并行集成模拟。系统验证和确认表明,该系统可用于管理活动中人-物混合系统规律的研究。

基于OpenSEES的车-轨-桥快速仿真分析技术

针对车-轨-桥耦合系统建模效率低下的问题,采用客户端-服务器原理,在OpenSEES单一平台中实现了车-轨-桥系统快速仿真分析。其将车辆、轨/桥两子系统在OpenSEES软件中建模并封装成服务器,各服务器之间地位相等,无主次之分;轮轨接触关系被处理成客户端协调器;客户端协调器与服务器通过网络通讯技术进行实时逐步数据交互。从而无需编程即可在OpenSEES平台实现车桥耦合振动分析。数值算例表明:该模拟方法能够将OpenSEES软件强大的非线性及地震分析功能快速应用于车-轨-桥耦合问题求解,是一种实用方便、简单易学的车-轨-桥耦合振动分析方法。

路线及路面条件设计阶段的安全性评价仿真系统

以公路横断面数据为型值点,应用multi-quadric插值函数先后拟合出路面单元节点的平面坐标以及高程,并用大量的小三角形单元来逼近连续的路表曲面,从而获得适于行驶动力学仿真的三维路面模型。在ADAMS软件环境下,建立了轻型客车和轿车的整车模型以用于仿真时的动力学解算。研究了轮胎-路面的耦合方法及跟踪路中线的闭环路径控制策略、维持车速的速度控制策略。最后在ADAMS环境下形成了路线-驾驶员-车辆仿真识别系统,通过道路上的运行仿真,获得沿路线上的车辆行驶动力学响应,进而对公路几何线形和路面条件的安全性做出判断以及评价,并以某段二级公路为实例进行了仿真分析。结果表明:该仿真系统对于道路建成后事故多发路段的安全改善具有重要意义。

电磁暂态仿真系统EMTS及其在高压直流系统仿真分析中的应用

电磁暂态仿真系统(electro-magnetic transient simulator,EMTS)是中国电力科学研究院自主开发的大型电力系统全数字仿真系统的一个子系统。它具有先进性、开放性、可扩展性以及友好的人机界面,并具有与机电暂态程序的接口,以实现在同一次仿真过程中与机电暂态程序一起对大规模电网进行混合仿真。首先介绍了该系统的设计思想、体系结构、设备配置及软件组成,并应用该仿真系统对三峡—广东直流输电系统进行了一系列仿真研究,仿真结果与实际工程和理论分析的特性相近,能够满足直流仿真要求。

真菌菌落形态仿真系统的设计与实现

该文介绍了一个用于真菌菌落形态仿真的通用模型和软件 ,分析了各部分功能 ,模拟了营养条件对真菌生长的影响。

基于分群解耦的电力系统机电电磁混合仿真的分网技术

多条耦合直流输电的响应只能通过电磁暂态仿真程序模拟。为了提高仿真精度,机电-电磁混合仿真已用于电力系统运行的研究。为解决目前机电-电磁混合仿真速度太慢的问题,提出了一种电力系统混合仿真分网技术。首先把机电网络分成尽可能多的网络孤岛,把电磁暂态网络通过传输线解耦方式分网,然后基于分群解耦的机电-电磁混合仿真算法形成单时步内解耦的机电-电磁子网群。继而又提出一种新的并行程序结构,利用机电-电磁子网群实现并行仿真,加快仿真速度。最后对含有7条直流输电和4000个节点的电磁网络的国调方式计算案例进行的研究表明,该方法可以在不降低精度的情况下大大提高仿真速度。

基于多机间通信的交—直—交电传动系统仿真设计

从实时仿真角度介绍了一种利用多机间通信,实现并行仿真的设计方案,达到快速仿真的目的,这对于交—直—交电传动系统在室内调试、研制和快速分析有着很重要的实用价值。其软件采用面向对象技术,使系统模块化好,通用性强,大大方便了软件的调试和维护。

基于车-路系统动力学仿真的车辙深度控制标准

国内外现行道路养护管理规范中,多采用车辙深度(Rutting Depth,RD)作为车辙病害的评价指标。为考虑道路使用者的需求、从车辆行驶质量角度评价车辙深度控制标准,该文首先分别建立了路面车辙激励模型和车辆行驶质量评价模型;在此基础上,在MATLAB/Simulink环境下进行车辆-路面系统动力学仿真分析,求得系统各输出响应;然后依据ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》,建议了保证车辆良好行驶质量的车辙深度控制标准。该文的研究为进一步科学合理的评价车辙状况奠定了基础,也为道路管理部门进行路面养护管理决策提供了参考。

时滞对人—车闭环系统操纵稳定性的影响

对以往具有横摆角速度反馈控制的电动助力转向模型进行了研究分析,考虑反馈控制中时滞的存在,基于合适的驾驶员模型和汽车转向运动模型建立含时滞的横摆角速度反馈控制电动助力转向模型,利用matlab/simulink建立了人—车闭环系统动力学模型,通过改变时滞参数分析了时滞对车辆操纵稳定性的影响.研究结果表明,时滞对车辆的侧向速度、横摆角速度、前轮转角和驾驶员力矩都会产生不良影响,使汽车的稳定性变差甚至使汽车失稳.

CODOG系统的三S离合器的一种数学模型

基于哈尔滨工程大学动力与核能工程学院的柴 -燃联合 (CODOG)动力装置实验台 ,为深入研究动力切换过程中系统的机动性能 ,特别是三S离合器 (Synchro-Self-Shifting)的一些相关参数的动态变化 ,从不同角度出发考虑了系统中各部件间的摩擦力因素的影响 ,建立了三S离合器的一种数学模型 ,并进行了仿真计算 ,然后通过大量的动力切换实验第一次同时得出了三S离合器啮合及脱开过程的位移曲线 ,为分析整个系统的机动性提供了理论及实验依据 .

长距离调水工程建设与安全运行集成研究及应用

基于国家跨流域调水工程建设重大需求和相关学科国内外最新研究发展,以滇中引水、引汉济渭、新疆大埋深隧洞等典型调水工程为依托,针对“大埋深隧洞开挖围岩响应模式与灾变机制”、“大埋深隧洞围岩–支护体系协同承载机理与全寿命设计理论”、“地震等自然灾害下输水建筑物的响应特征及灾变模式”等重大科学问题,以及“大埋深隧洞灾害预测预报与防治成套技术”、“隧洞穿越活断层抗断技术”、“大跨度高架渡槽抗震技术”、“闸泵阀关键设备研发及智能控制技术”、“调水工程全寿命周期安全监控与调控技术”等关键技术,开展了包括“大埋深隧洞岩体工程特性测试技术与综合评价方法”在内的10个方面的研究。提出了千米级深埋隧洞的地球物理探测及岩体特性测试技术与围岩特性评价方法,形成了隧洞高压突涌水预测与防治成套技术,开发了15 MPa超高压灌浆技术装备,提出了隧洞穿越错动量达0.5 m活断层抗断结构,研发了Ⅷ度强震区大型高架渡槽的抗震技术,并研制完成了220 m扬程40 MW级泵组、DN2000智能流量调节阀安全控制成套技术,形成了长距离调水工程建设及安全运行成套技术装备。项目相关研究成果已在依托工程中示范应用,为工程建设运行提供了坚实的技术支撑,同时有助于推动长距离调水及相关工程领域的技术进步,保障中国水资源宏观调控战略的有效实施,具有显著的社会、经济和生态效益。