飞行模拟器综合导航系统建模与仿真

模拟器导航系统主要为飞行员提供模拟飞行中的位置及其航行参数并安全导引飞机沿既定航线飞行。结合航空仿真技术发展和全任务飞行模拟器样机的任务需求,在MATLAB/SIMULINK平台上构建了捷联惯导及基于区域导航法的无线电导航仿真模型。采用VAPS6.3制作出主飞行仪表,作为导航系统仿真的终端显示。利用RT-LAB平台构建分布式飞行仿真系统,实现导航外部特性的半实物仿真。经系统调试证明了该方法的有效性。

流体控制技术在环境模拟与仿真试验装备中的应用

陔文通过介绍流体控制技术在环境模拟与仿真试验装备中大量成功应用的实例,指出流体控制与国内外相关技术的集成和创新是其发展的内在动力。面向国民经济和国防建设发展需求,通过加强学科交叉与融合,强化系统集成能力,走系统集成化创新之路,使模拟与仿真试验装备水平不断提升。

基于二次调节的专用车桥加载试验系统特性分析

建立了二次调节模拟加载系统的功率键合图数学模型,利用该模型对系统特性进行了仿真分析,仿真结果与试验结果基本一致,说明键合图数学模型有效。仿真及试验均表明,系统稳态控制精度较高,但驱动单元与加载单元存在耦合,影响了系统的动态特性。针对系统的耦合问题,采用转矩补偿解耦方法进行了解耦试验,试验结果表明,该方法有较好的解耦效果。本文的研究成果已成功应用于实际的基于二次调节的专用车桥加载试验系统中,使系统的性能得到进一步提高。

H_∞控制在AMD Benchmark结构主动控制中的应用研究

针对AMD(activemassdamper)Benchmark问题,将H∞控制理论引入到结构控制领域,提出了切实可行的主动控制方法。详细阐述了H∞控制权函数的选取方法,并采用DGKF法设计了输出反馈控制器,通过平衡截断法对控制器进行降阶得到四阶控制器。通过数值仿真,验证H∞控制器的有效性和鲁棒性。

基于MATLAB的飞行仿真

该文介绍了一种小型飞机飞行模拟器飞行仿真模型的开发过程。建立了非线性的动力学方程和起落架模型,采用插值方法生成气动系数,利用S imu linkTM中航空工具箱构建环境模型,使用StateflowTM表述逻辑关系。气动数据来源于DATCOM。较为完整的模型,使得仿真整个飞行的过程,滑跑,起飞,巡航,降落得以实现。进行了飞机起飞和降落阶段的仿真,结果表明模型可用。非线性的数学模型能够比较真实地反映飞机的实际特性。仿真模型开发的成功为模拟器的建立打下了基础。

基于重复控制的六自由度转台控制系统

在分析六自由度电动转台控制系统工作原理的基础上,针对驱动电动台的永磁同步电机采用传统PID控制电动台速度时,会产生周期性的速度偏差,致使其控制精度大大降低这一问题,通过对永磁同步电机的转速环进行数学建模,提出利用重复控制理论来设计电动台的速度补偿系统的思想,然后对传统PID和重复控制补偿系统2种控制器进行了设计与仿真。仿真结果表明,经过几个周期后,具有重复补偿的控制系统的跟踪误差逐渐减小,而传统的PID控制器则一直保持较大的跟踪误差。在Matlab/Simulink xPC Target实时开发环境下建立电动台速度实时控制系统,采用快速原型控制方式具有系统组建方便、成本低、开发周期短等特点。试验表明重复控制补偿系统对转台的速度控制具有很大的改进,从而为电动台的精确控制奠定了基础。

淀粉生产线中浓度自动控制系统的设计

本文在介绍了马铃薯淀粉生产线工艺流程的基础上,依据国外两家淀粉生产线对淀粉浓度控制的不同之处,设计了两套控制系统的方案。依据ALFALAFA公司的经验公式编制了浓度控制程序,针对瑞典Larsson公司的自动化控制要求,首先建立了淀粉浓度的数学模型,包括干扰和参数变化的分析,在此基础上进行了PID控制器的设计并对其进行了仿真。仿真结果表明,PID控制跟踪性能较好,超调较小,完全可以适用于淀粉浓度控制。运行结果表明,该控制系统完全达到该生产线的自动化要求,生产出来的淀粉达到了厂家的要求。

飞行模拟器的洗出算法研究

应用最优控制理论并引入人体前庭模型设计出最优洗出算法。该算法使飞行员在模拟器上的感觉与在真实飞机上的感觉相差很小。计算机仿真结果表明,如果合理选择权重矩阵,最优洗出算法能够使飞行模拟器提供高逼真度的动感模拟。

结构主动控制系统的鲁棒策略

针对目前大多数结构主动控制算法没有考虑结构不确定因素的特点,本文以主动质量阻尼器(AMD:active mass damper)Benchmark结构试验系统为研究对象,提出适合于工程应用的、基于H_∞控制理论的主动控制方法.文中建立了上动控制结构的试验系统,根据系统辨识方法得到的面向控制的数学模型,设计了AMD主动控制系统的反馈连接结构,同时对H_∞控制权函数的选取以及控制器的设计方法进行了详细的阐述;最后通过试验证明了H_∞控制器的有效性和鲁棒性.

六自由度转台鲁棒控制的研究

本文针对六自由度转台 (又称并联机器人 ) ,分析了它在单自由度运动情况下负载质量与模拟台运动位姿的关系以及负载质量的变化范围 ,然后在系统鲁棒性分析的基础上 ,将负载质量按照变化区间进行了划分 ,并针对每个变化区间设计了各自相应的鲁棒控制器 ,从而使设计出的系统在负载参数变化的整个范围内都具有良好的性能。最后通过仿真 ,验证了系统在该控制器作用下 。

视景系统云层的特效模拟

如何对云层进行建模和渲染是计算机图形学研究的热点问题。尤其是在飞行仿真系统中,云层的显示效果对于飞行模拟和飞行训练来说是非常重要的。Reeves提出的粒子系统是模拟云层的一种有效的方法。在分析粒子系统实现原理的基础上,提出了一种在天空场景漫游系统中实时地绘制云层的方法。基本思想是采用粒子系统建立云层的3D模型并进行渲染制,结合纹理映射、光照模型来实现逼真的云层模拟效果,同时采用B illboard技术以及Impostor技术来提高系统的实时性。实践证明,该方法实现的云层效果比较真实,而且在普通的PC机上也可以满足一般的实时性要求。

基于RBF辨识的CMAC在淀粉生产线中的控制研究

针对淀粉生产线中淀粉乳罐的液位控制精度问题,本文在分析了CMAC神经网络、单神经元和RBF辨识工作原理的基础上,设计了基于RBF辨识的自适应CMAC神经网络控制器调节淀粉生产线中乳液的液位。对自适应CMAC神经网络和基于RBF辨识的CMAC两种控制器进行了设计与仿真。仿真结果表明,基于BRF辨识的自适应CMAC具有更好的跟踪效果和较快的响应速度,该系统具有很大的应用价值,不仅可以应用于淀粉生产线而且也为工业控制提供了更为精确的控制。

飞行模拟器的洗出算法研究

应用最优控制理论并引入人体前庭模型设计出最优洗出算法。该算法使飞行员在模拟器上和在真实飞机上的感觉误差极小化。计算机仿真结果表明,如果合理选择权重矩阵,最优洗出算法能够使飞行模拟器提供高逼真度的动感模拟。

不确定性AMD主动控制系统的μ综合控制器

针对AMD(active m ass damper)Benchm ark问题,将μ综合控制理论引入到结构控制领域.详细阐述了μ设计权函数的选取方法,建立了AMD系统的综合设计模型;根据μ理论设计了控制器,并通过平衡截断法对控制器进行降阶得到三阶控制器;最后对系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能进行了分析,仿真结果证明了μ控制器的有效性.

轴耦合道路模拟试验台运动学耦合分析

六自由度轴耦合道路模拟试验台是一种结构复杂的串并联结构,杆系的特殊布局和结构尺寸设计,使得只有在一个或者是两个液压缸做主动运动时就能实现台架在某个自由度上的运动。但是在大行程工况下,主要驱动液压缸和其余液压缸之间存在着比较大的耦合。以轴耦合道路模拟试验台的一个角为研究对象,在逆运动学分析的基础上,对单自由度运动时各杆系之间耦合程度的大小进行了分析,得出了在不同自由度运动时主要产生耦合运动的杆系。

VRML在六自由度并联机器人设计中的应用

六自由度并联机器人的设计过程十分复杂,VRML作为一种通用的虚拟现实建模语言,为各个设计过程之间架起了一座沟通的桥梁,从而加快了系统的整体开发过程。提出了利用VRML在廉价的PC机上构建六自由度并联机器人三维虚拟世界的方法,并给出了与其它编程语言之间的接口实现方法。

一种基于SimMechanics CAD转换器生成虚拟样机的方法

SimMechanics CAD转换器是一座沟通机械系统CAD装配图、MATLAB下SimMechanics动力学模型和虚拟现实环境的桥梁。利用此转换器可以方便的将机电产品虚拟样机的仿真模型统一于MATLAB下,并由此模型驱动虚拟现实环境。介绍了SimMechanics CAD转换器的原理以及利用它生成虚拟样机的方法,并通过两个实例说明基于此方法开发虚拟样机的优越性。

六自由度并联机器人运动学分析和计算

六自由度并联机器人的运动学分析是确定系统结构参数、作动器结构形式及其运动参数、选择伺服阀、确定系统流量的前提。本文根据并联机器人机构学原理 ,建立了系统运动的物理模型和数学模型 ,应用矩阵分析方法 ,完成了运动学分析和计算。文中最后以教学实验台为例 ,详细地论述了运动学的分析和计算方法 ,并根据计算结果 ,得到了作动器的行程。

模糊免疫PID控制在淀粉生产线中的应用

在分析比较传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID原理的基础上,提出了利用模糊免疫PID调节淀粉生产线中的液位。通过对淀粉生产线中某一液位回路进行数学建模,然后对传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID3种控制器进行了设计与仿真。仿真结果表明,模糊免疫PID在控制效果上明显优于传统PID并且其鲁棒性高于Smith预估PID。最后,利用Matlab的DDE协议和ActiveX与淀粉生产线的上位机RSView32进行了数据交换,将Matlab中模糊免疫PID控制算法准确传输到上位机上。

六自由度并联机器人动力学分析和计算

六自由度并联机器人的动力学分析是确定液压源压力、作动器有效工作面积和选择伺服阀规格的基础。根据并联机器人机构学原理 ,建立了系统的物理模型和数学模型 ,应用牛顿—欧拉法 ,完成了动力学分析和计算。最后以教学实验台为例 ,详细论述了动力学分析和计算方法 ,根据计算结果 。