基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的研究

深水航行器操纵仿真系统可用于人员训练、深水航行器性能及相关设备性能的研究.文章介绍了基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的体系结构设计、功能特点和六自由度水动力数学模型.针对海底视景具有覆盖范围广、数据量大等特点,提出了一种海底虚拟场景的建模方法和高效视景数据库的设计方法,并对视景驱动程序需要重点解决的几个问题:探照灯照明效果、机械手深海作业、声呐测距仿真、深海热液矿动态仿真和多通道视景系统的同步等作了深入介绍.这些技术和方法已成功应用于深水航行器操纵仿真系统的研制.

船舶操纵仿真的狭长通航隧洞航行安全研究

通航隧洞作为一类新型的过船设施,具有通航宽度窄、水深浅、能见度不良和环境封闭等特点,船舶在隧洞内航行时船舶操纵难度大、船员心理压力高,船舶在通航隧洞内航行驾驶研究方面在我国还几乎处于空白。以拟建的乌江思林二线通航隧洞工程作为对象,采用航海模拟器构建隧洞通航环境模型、代表船型模型,通过开展隧洞操纵仿真试验、制动冲程操纵试验和小舵角操纵试验等3种试验,分析船舶在通航隧洞内不同阶段的航行特点与风险,提出适用于狭长隧洞通航船舶的航行方案,为隧洞内航行安全保障措施的制定提供有力支撑。

基于电子海图的船舶操纵仿真器

本文主要介绍最近研制的由微机、高分辨率显示器、图形卡、操纵控制箱等组成的基于电子海图船舶操纵仿真器的两个主要技术──船舶操纵数学模型和电子海图技术，最后还介绍了该仿真器在航海实际中的一个应用．在数学模型中，考虑到航海实际的需要，提出了一个适合常速、低速和大漂角等各种情况的水动力计算模型以及四象限舵力和浆力的算法．另外，考虑了浅水、岸壁、风、流、浪的影响及附属操纵设备──拖轮、缆绳、锚链等对船舶的作用．本仿真器的电子海图装置，不仅能实时显示船舶所在海域的海图，动态显示船舶的二维俯视图象及运动姿态、航行轨迹，还可根据需要选择性地放大、缩小海图、显示各种岸基设施，并且可以记录模拟过程中的各种数据，制作航迹图的硬拷贝以及在显示器上再现，以供分析研究．

飞机座舱航向操纵脚蹬的操纵仿真

要使人体模型能在工程设计中代替人体对设计中的工效提出要求或做出评价 ,就必须将人体模型运动数据与真人实验数据进行比较 ,在两者误差满足工程需要的前提下才可使用。利用美军飞行员人体数据计算人体模型脚行程 ,并与实测值进行比较 ,对所建人体模型脚的可达行程进行了验证。在此基础上利用中国飞行员人体数据 ,得出中国人体模型的脚运动行程 ,在座舱设计中使用。

列车安全操纵仿真系统的研究

探讨了列车牵引力学条件下的铁路列车安全操纵问题 ,开发了一套可用于不同运行条件下的列车安全操纵仿真软件。重点介绍了系统的主体结构、功能模块以及列车安全操纵的计算模型 ,详细描述了在一个时间步长内如何确定列车的工况、手柄位以及停车制动的仿真算法 ,并在实际线路上对电力机车进行了实例分析。系统计算速度快 ,人工干预方便 ,效果良好 ,可以满足现场的实际需求。

Matlab在Fuzzy-PID控制器用于船舶操纵仿真中的应用

以模糊控制理论为基础,结合Fuzzy - PID混合控制系统的研究,设计了一种可以实时地进行模糊运算和模糊推理的模糊控制器,实现了船舶操纵控制器的Fuzzy-PID 控制.并应用Matlab (Simulink) 语言对该控制器进行仿真.试验表明,该控制器的动态响应性能和稳态控制精度均十分理想,从而改善了操纵性能和提高了控制器的鲁棒性.

船舶操纵仿真模拟试验在解决澳氹第四条跨海大桥桥群巷道效应问题中的应用

随着中国基础设施建设的高速发展,跨越航道的各类桥梁工程不断增多,在某一河段内连续建设多座桥梁形成桥群的现象亦不断增多。桥群的出现使得航道内容易产生"巷道效应",导致通航环境复杂化,同时也增加了船舶驾驶人员的心理压力,大大增加了船舶通过桥区水域的航行风险。本文主要针对在已经形成桥群的开敞水域上建桥,在无法直接采取一跨过河的桥跨布置的条件下,以澳氹第四条跨海大桥为例,探究如何利用船舶操纵仿真模拟试验解决桥群巷道效应问题。

一种新型船舶操纵仿真器的设计

将计算机仿真技术应用于船舶流体力学专业，对一种新型船舶操纵仿真器进行了方案设计。并从理论上对该仿真器的系统构成及各模块的功能进行了叙述。

基于模糊PID方法的ROV操纵控制仿真

为应对复杂的作业工况和海洋环境,研究了水下中型作业遥控机器人(ROV)的操纵控制运动.文章分析了作业型ROV的操纵特性,根据其基本的定向、定高和定深的航行能力需求,基于模糊PID方法的控制原理,为其配置了精度高、响应快的控制系统,建立了4自由度操纵控制运动模型,对定向、定高等运动性能的操纵进行仿真研究,通过水池实验验证了该控制方法的有效性.

潜艇低速运动时操纵控制仿真

潜艇垂直发射潜射导弹,将受到很大的发射反力,同时潜艇航速较低,引起舵效较差,从而使潜艇的操纵控制比较困难。本文分析低速运动时潜艇在发射潜射导弹过程中受到的冲击载荷及其运动响应,利用Simulink软件建立潜艇水下运动仿真模型。在此基础上进行潜艇低速运动时的操纵控制仿真研究,仿真结果与参考文献中发表的数据较为吻合,验证了该方法的有效性。

CMAC神经网络在潜艇操纵控制中的仿真应用

基于MATLAB/Simulink软件包,利用拘束模型试验的水动力实验结果,开发了潜艇的六自由度操纵运动预报模型。其典型机动的仿真结果与自航模试验结果吻合较好。在此基础上,成功地将CMAC神经网络技术应用于潜艇操纵运动控制仿真中。仿真结果表明,神经网络控制比单独的PID时的控制效果优越,舵机操舵幅度明显减小,且具有较强的抗干扰能力,鲁棒性强等优点。

水面船舶操纵、航海和机舱仿真器

本文对水面船舶操纵、航海和机舱仿真器的特点、构成和数学模型作了介绍，同时对其视景系统也作了一般性的描述。

基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真分析

车辆操纵稳定性是影响汽车行驶安全的一个重要因素。以多体动力学的相关理论为研究基础,应用MSC.ADAMS仿真软件,以凯越型轿车为原型车,通过使用ADAMS/CAR模块建立包括前、后悬架系统、制动系统、动力系统等在内的7个子系统模型,最后组建成整车动力学模型。按照国家相关规定进行相应的试验,对凯越HRV的操纵稳定性进行相关评价与分析。

基于MMG标准的船舶四自由度操纵运动仿真

为设计优良的操纵运动控制系统,基于MMG标准方法,构建了纵荡—横荡—横摇—艏摇四自由度运动方程。首先,详细介绍了MMG标准操纵性数值仿真模型及操纵运动仿真方法,其中横摇仿真考虑了粘性横摇阻尼力矩和静水回复力矩的影响。其次,利用Matlab对基于MMG标准方法的船舶四自由度运动方程进行建模,并针对某集装箱船开展回转操纵运动仿真。结果显示:基于MMG标准模型进行的船舶操纵运动快速预报具备较好的预报精度。

基于LS-SVM的船舶操纵运动在线建模

基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)和积分型辨识样本结构开展了船舶操纵运动的在线建模。以整体型Abkow⁃itz模型为辨识对象,大阪号油轮作为具体研究对象。在操纵运动仿真时,采用40个粘性类水动力导数的Abkowitz模型,但是在参数辨识时,采用了仅具有20个粘性类水动力导数的简化模型。为了对建模方法的有效性进行检验,将辨识得到的水动力导数与其原始值进行了比较,同时也针对辨识模型和原始模型的操纵运动仿真进行了比较。辨识结果表明,使用简化模型进行船舶操纵运动的在线建模是合适的,具有较好的预报效果和较高的精度。

基于支持向量机的水下航行器操纵运动在线建模

本文对水下航行器的操纵运动在线建模进行研究。使用增量式最小二乘法辨识得到了MARIUS AUV的水动力导数。为了提高辨识精度,使用积分型辨识样本结构进行输入输出样本对的构造。基于约束模试验获取的水动力导数,进行操纵运动仿真,得到纵向速度、横向速度、摇首角速度和舵角等样本参数。通过试验水动力导数和辨识得到的水动力导数对比,表明辨识算法的有效性。该研究对水下航行器操纵运动的在线建模和控制应用具有重要意义。

潜艇控制和仿真的数学模型

由潜艇六自由度空间运动方程式，导出适合控制和仿真的数学模型，并推导出潜艇图形显示的投影公式，得以形象地显示潜艇的姿态。

基于CFD的滑行艇全航速段操纵性能研究

在全航速段航行的滑行艇其航态随航速变化剧烈,导致其操纵水动力性能非常复杂.目前滑行艇在全航速段操纵性能方面的研究并不多见,需要深入研究.文中针对某喷水推进滑行艇在不同航速段下的操纵水动力及其操纵航行性能问题开展研究,采用CFD(computational fluid dynamics)方法模拟计算在不同航速下的操纵水动力,并仿真其自航操纵试验,最后对影响滑行艇操纵运动的因进行分析.计算和仿真的结果表明,文中采用的方法能够较好地模拟、分析滑行艇的操纵航行性能,并得到了一些有用的结论.

基于Matlab＿GUI的双泵喷水推进船舶仿真平台设计

基于Matlab_GUI设计了双泵喷水推进船舶仿真平台。该仿真平台包含了船舶操纵性试验仿真,由船舶控制器实现航行任务和实物仿真3个功能。其中,操纵性试验仿真主要涉及回转试验、Z型试验仿真及参数计算;由船舶控制器实现航行任务是指通过模糊PID、滑模控制、预测控制等控制方法实现横移、航向保持等航行任务;实物仿真是指通过串口通信实现数据的实时采集与分析处理,并进行图形化显示。最后将源程序封装成独立于Matlab运行的exe文件,使得仿真平台能够便捷、高效的运行。

虚拟仿真技术与职工培训系统创新

随着近年来中国铁路的高速发展，我国的铁路现代化进程迈上了一个新的台阶。在调度集中条件下列车调度员承担了更多的责任与风险。如何提高列车调度员的整体业务素质成为当前形势下亟待解决的一个重要课题。然而，调度集中条件下的设备正常运行时无需也不允许人为的干预，这就要求我们开发新的手段，利用仿真设备来模拟真实的工作环境以实现对列车调度员的培训、考核和评估。机车乘务员仿真培训系统是针对机车乘务员进行仿真模拟学习演练从而达到机车乘务员对发生事故处理、机车故障处理、非正常情况下行车处理的能力。