海上补给仿真训练系统中高架索形态模型研究

实景物理模型的开发是整个海上补给仿真训练系统的重点与难点,而高架索物理形态模型又是整个实景物理模型开发的核心.应用面向对象的建模方法,对横向干货补给过程中各阶段高架索所涉及的物理行为模型:悬链线计算模块、恒张力补偿阶段高架索形状计算模块、集中载荷作用高架索形状计算模块、卸载货物阶段高架索模块、架索演示阶段计算模块和装备撤出演示模块进行研究,从而建立海上补给仿真训练高架索形态模型,为模拟仿真训练的开发奠定了坚实的数学基础.

面向海上补给训练的虚拟仿真系统研究

针对海上补给训练难以实施的问题,分析了海上补给训练环境多变、训练过程复杂、协同动作困难以及参训对象众多等特点,探讨了采用虚拟仿真技术解决此问题的途径,提出了一个基于PC集群的面向海上补给训练的虚拟仿真系统的体系结构,并重点介绍了基于有限状态机的过程模型框架和采用此框架描述的海上补给训练过程模型,以及基于PC集群的多屏无缝拼接技术实现的海上补给训练的大场景显示,并在此体系结构和关键技术的基础上开发了一个面向海上补给训练的虚拟仿真系统,实现了对海上补给作业过程的仿真模拟,为海上补给训练和教学提供了有效的支撑手段。

基于PBD算法的海上补给装备柔性体仿真技术

针对海上补给仿真训练系统尚无法模拟索具、输油软管等柔性体的三维运动,影响系统沉浸感不足的问题,采用位置动力学(PBD)算法开展了海上补给装备中索具、输油软管等柔性体的仿真研究。依据多体动力学模型建立了海上补给装备柔性体粒子模型。对PBD算法进行改进,通过增加拉伸约束、弯曲约束、长距离约束、附着物相互约束实现了柔性体的动态变形三维模拟,并比较了高斯-赛德尔与牛顿两种算法。研究结果表明,高斯-赛德尔迭代方法满足在较低的迭代次数条件下能够较好地满足仿真系统的要求。最终模拟出了海上补给装备中索具、输油软管等柔性体的三维运动。

海上补给高架索建模和仿真研究

针对海上补给装备研制过程中尚无高架索模型可以使用的现状,将多体动力学理论引入高架索建模中,研究了绳索多刚体动力学模型、刚柔混合体动力学模型和多柔体动力学模型的建立方法。将3种绳索模型依次用来模拟高架索,并利用ADAMS软件对海上横向干货补给过程进行仿真计算。计算结果表明:3种高架索模型的速度、受力、角速度、转矩的变化趋势与高架索实际力学特性基本一致,绳索多体动力学模型可以模拟海上补给高架索;绳索多柔体动力学模型较其他两种绳索多体动力学模型更能反映出高架索的全部动力学特性。

基于FSA的横向液货补给仿真训练过程模型设计

介绍了面向仿真训练的有限状态机(FSA)方法,针对其在过程模型设计和实现中存在的不足,提出了改进方法。分析了海上横向液货补给的仿真训练过程,在此基础上,运用FSA对其过程模型框架进行了设计,并给出了实例。

海上作战环境仿真技术在C^4ISR系统的应用研究

提出海上作战仿真环境系统的基本概念 ,并对该系统在C4ISR系统指挥员的战术训练 ,编队作战演习以及战役作战方案论证方面的应用的可行性 ,相关技术进行讨论。

海上补给高架索参数化设计平台研究

高架索作为海上横向补给装备中重要的组成部分,其性能指标直接影响海上补给作业的安全。针对目前国内尚没有合适的高架索动力学模型,将高架索作为多柔体系统,建立其多柔体动力学模型,并在此模型的基础上,建立高架索优化设计模型,同时用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)将此优化设计模型进行参数化,建立海上补给高架索参数化设计平台。通过一个海上横向干货补给系统高架索优化设计,结果表明模型和优化设计平台是可以满足设计需要的。

海上补给计算机仿真训练系统框架设计研究

在分析海上补给仿真训练系统的用户需求的基础上,确定了海上补给仿真训练系统应该具备的功能,在此基础上对系统的组成、体系设计进行深入的研究。

基于面向对象的 GMDSS 仿真训练软件的研究与设计

在分析全球海上遇险与安全系统（ＧＭＤＳＳ）功能的基础上，采用面向对象的方法，给出了ＧＭＤＳＳ系统中Ｉｎｍａｒｓａｔ－ｃ子系统的对象模型，动态模型及仿真训练软件的对象模型，提出了仿真训练软件的软件结构。

SAILOR中/高组合电台模拟器研制

SAILOR中/高组合电台是全球海上遇险与安全系统(Global Maritime Distress and Safety System)的重要设备。研制海上中/高频组合电台,可解决海上中/高频通信教学和训练中的难题。根据海上中/高频通信原理和通信程序,研制海上中/高频通信控件(ActiveX控件),仿真海上中/高频收发信机功能;使用UDP协议(User Datagram Protocol)广播电文;使用VB语言编制SAILOR中/高频组合电台控制单元模拟器、窄带直接印子电报(NBDP)终端模拟器、模拟海岸电台和模拟陆地电传用户,并采用后台支持、仿真数据库等网络仿真海上中/高频各类通信。该仿真系统可不设服务器,更能反映海上中/高频通信特性,并可方便组网训练,实用性强。

海员用模拟现实

海上事故中70％以上是由于某种人为失误造成的,因此,将模拟的方法用于训练。研究和进行风险分析是航海教育过程中不可或缺少的。例如,在培训认证和值班协定标准(STCW 95)的修改版中规定,到2002年2月将强制使用模拟器进行训练,尤其是避碰训练、全球海难和安全系统操作(GMDSS)。