基于ODE引擎的开放式仿人机器人仿真

为了获得灵活、开放、简洁的仿真功能,提出了一种基于ODE(open dynamics engine)的仿人机器人仿真平台集成方案.将基于ODE的仿人机器人仿真系统开发过程定义为两类运算:变换叠加和关节叠加,并改计了这两类叠加的ODE算法.将仿人机器人结构描述为一个设计者和计算机都可以理解的结构表,将该结构表翻译为ODE基本元素实现仿真.设计并实现了一个基于所提出方案的仿人机器人仿真平台,根据基于倒立摆的步态规划思想,设计并在仿真平台上实现了双足步行的仿真实验.实验证明了文中方法的有效性.

基于OGRE和ODE的驾驶模拟系统的设计与实现

介绍了一种以开放源代码的图像引擎OGRE和物理引擎ODE为基础的系统建模方法,结合汽车动力学模型,实现了一个功能强大,效果逼真的驾驶模拟系统。

三维模拟驾驶仿真系统的研究与实现

为了解决模拟驾驶仿真系统中开发成本昂贵、缺乏二次开发特性等问题,研究并实现了一种结合3DMAX建模软件、开放源代码的Newton物理引擎和OSG图像渲染引擎的三维模拟驾驶仿真系统。硬件系统采用多传感器融合技术来采集驾驶员模拟驾驶时的操作行为,软件系统根据所采集的操作数据实现对车辆的运动和碰撞反应的控制以及对场景视角的切换。实验结果表明,该方法具有软件开发成本低,场景逼真度高,动态效果好等特点,可以满足对驾驶员的驾驶行为进行记录并分析的需要。

张拉整体机器人建模及静态坡面研究

张拉整体机器人具有高的强度质量比、良好的减振性以及可变形能力,可以适应多种地形,且具有多种运动步态。为了实现机器人可以在多地形上运动,本文针对张拉机器人静态坡面展开研究,利用Matlab图形用户界面(GUI)制作了张拉整体机器人人机界面对处于不同状态的机器人的临界翻滚坡度进行了求解。针对机器人动力学建模较为困难,采用open dynamic engine(ODE)仿真平台进行建模。最后搭建实验平台进行实验,并将仿真结果与物理实验结果进行了对比,验证了仿真结果的正确性。同时,这也验证了动力学模型的正确性。

开放网格计算环境中的先进制造仿真

为采用大型组合构件法制造出最佳的大型产品,提出了开放网格计算环境中的先进制造及其仿真。在动态变化尺度概念下,该方法可以对大型组合制造产品设计与开发、生产线与工艺、企业建模与性能以及先进制造方法等仿真计算进行快速求解。介绍了在开放网格计算中实现先进制造仿真的系统仿真软件的结构和框架。该系统由并行虚拟机/HARNESS、高层体系结构/运行支撑基础结构及网格计算仿真等基本构件组成。采用区域分解与组合法,实现了仿真模型的快速计算。最后,比较了该系统与Gridsim、并行虚拟样机消息传递界面和高层体系结构3个仿真软件系统之间的差异。

鼓式制动器制动过程动力学仿真

为了更准确地研究具有凸轮张开装置的领、从蹄式制动器系统的力学行为,在凸轮轴上施加输入力矩来模拟仿真制动器系统的制动过程,并通过ADAMS动力学仿真软件进行仿真分析。计算结果表明:具有凸轮张开装置的领、从蹄式制动器系统在制动过程中,领蹄制动力矩远大于从蹄;由于非线性摩擦因数等的影响,领、从蹄在制动过程中一直处于随机振动状态,且领蹄振动程度随着车速的提高而明显增大;领蹄的制动摩擦衬片上的切向摩擦力(或衬片上的正压力)分布为中部大、两侧小,而从蹄摩擦衬片上的切向摩擦力分布为上部大、下部小,且从蹄切向摩擦力远小于领蹄切向摩擦力;从蹄促动力大于领蹄促动力,在凸轮输入力矩相等的情况下,领、从蹄促动力不随车速发生变化。

座椅可移动2轮机器人的建模与仿真

采用拉格朗日动力学方程建立座椅可移动2轮移动机器人在平坦地面上做直线运动的数学模型;采用局部线性化将机器人在控制系统平衡点附近近似为线性定常系统;基于其线性模型选用线性2次型调节器对机器人进行控制,控制器保证机器人在平坦路面上运动时保持车体竖直并使座椅在某一固定位置上;采用开放动力学引擎仿真和Matlab仿真对控制系统进行数值验证.仿真结果表明:2种不同仿真环境下具有相同的仿真结果,验证了所建立动力学模型的正确性和控制方法的有效性.