面向综合性能检验的双刀架车削仿真技术研究

为了实现对双刀架车削数控加工程序综合性能检验的目的，提出了加工工艺模型建立、仿真数据生成，以及程序校验策略等双刀架数控车削仿真技术。通过模拟实际机床、刀夹具的装配，用部件单元组合方法构建了仿真工艺系统模型；经对数控程序编译，并经以加工时间为基准的刀具位置数据匹配，生成仿真加工驱动数据；通过由轨迹图、工艺数据表和加工直方图组成的校验文件分析，实现了对数控鳊程正确性和合理性的综合检玲。所有技术方法均通过编程实践检验，证明是实用、可行的，所编数控程序实现了车削加工一次试切成功。     

膜乐器声音仿真的物理模型研究

基于物理模型的膜乐器声音仿真技术是运用声学和力学理论，通过二维振动偏微分方程（2D—PDE）来精确描述乐器的发声，该方法已逐步成为目前乐器仿真、声音合成技术领域内的研究热点。文章分析争证明了一个著名二堆振动方程的局限性，利用弹性力学理论提出了新的物理模型，并证明了新模型的合理性。     

CAD系统中几何变动的建模与仿真研究

研究了三维CAD系统中几何变动的零件层建模和装配层仿真。首先，提出了变动几何约束概念和分类，研究了几何变动的定性和定量表示和建模；然后，研究了基于变动几何约束网络及其运动学模型的几何变动仿真方法，包括完全约束仿真方法和可装配性仿真方法；最后，给出了几何变动建模和仿真的总体框架和系统实现，并通过实例分析验证了方法的有效性。     

基于混合式八叉树模型的数控加工几何仿真

将混合式八叉树数据结构引入数控加工的几何仿真算法,并在简单的层次数据结构基础上加入了曲面的边界信息;叙述了从零件实体的CSG模型或B-Rep模型转换为相应的混合式八叉树数据结构过程中采用的方法,且在这一混合式八叉树模型的基础之上完成了仿真过程;最后通过一个零件数控加工几何仿真实例验证了所提出的算法的可行性和有效性。     

数控弯管加工过程的计算机模拟

数控弯管机是一种先进的管料加工设备，与数控切削类加工过程仿真在生产实际中的广泛应用不同，大多数导管加工企业只能在弯管机上进行实物仿真。在分析数控弯管机的结构组成特点和静动态特性基础上，建立了数控弯管机的运动仿真模型，基于导管的分段参数化表示实现了导管的成形仿真和加工过程的碰撞检测。以SolidWorks作为仿真图形平台，通过COM接口技术建立了数控弯管加工过程计算机模拟系统。应用结果表明，该仿真系统能够满足导管实际加工的需求。     

双刀架数控车削仿真系统关键技术研究

研究了双刀架数控车削仿真系统中的NC代码反读技术，将数控代码翻译为刀具加工信息、运动信息及其它指令，作为仿真系统的输入信息。研究了车削仿真中的关键技术，推导出其计算公式，并以火车车轮轮箍的车削加工为例，阐述了干涉校验、工步规划评估和中断评估的方法，实现了车削加工一次试切成功。     

虚拟加工环境建模及实现技术

为了有效支持虚拟加工系统的构建，提出可重构、可扩展的层次结构虚拟加工环境模型。它由部件层、设备层和环境层组成。部件模型包括几何模型和物理属性仿真模型，而设备模型和环境模型分别由配置模型和控制模型组成。给出了基于软件工程思想和面向对象设计方法的各层模型的实现方法和技术。介绍了用这些模型和技术建立的虚拟加工环境实例。     

切削加工仿真建模技术研究

切削加工仿真是计算机仿真技术在机械制造业的重要应用领域之一。该技术对减少制造成本、缩短产品制造周期和提高产品质量意义重大。仿真模型的建立是实现切削加工仿真的关键环节，也是评价仿真系统优劣的重要指标之一。目前存在的切削加工仿真建模方法主要有三种：解析法、有限元法和分子动力学法。重点介绍了上述建模方法的实现原理和发展现状，并对其优缺点和适用范围加以评述。在此基础上，对切削加工仿真建模技术发展趋势做了进一步探讨。     

基于物理模型的乐器仿真技术

基于物理模型的乐器仿真技术是运用声学和力学理论，通过偏微分方程来描述乐器的振动物理特性，它不仅可以精确地描述乐器发声及发声过程，而且还可以准确地再现演奏者的弹奏力度、速度和情感，表现方法与控制仿真参数完全与真实乐器一样而无人工合成的痕迹。随着计算机计算能力的快速提高以及MPEG4的问世，这种方法日趋活跃，成为目前乐器仿真、声音合成的研究热点。本文阐述了物理模型方法中常见的五种技术，分析了它们的特性及其缺陷，阐述了各自的基本思想及实现方法，重点论述了两个著名模型的局限性，并相应地提出了我们所推导出的一维和二维物理模型。     

基于高速局域网的组合导航/制导仿真技术研究

提出了基于高速局域网的组合导航/制导仿真技术的原理和开展研究的四个环节,即理论研究、计算机仿真、半物理仿真和实物仿真。建立了基于高速局域网的组合导航/制导仿真平台框架,开发了计算机仿真平台、半物理离线仿真平台、半物理在线仿真平台和实物仿真平台,解决了客户机/服务器间的实时数据传输问题。以惯导/双星/GPS组合导航系统为例详细介绍了四种仿真平台的工作过程,并进行了半物理离线仿真试验,验证了仿真平台的实时性。     

复杂回转面刀具的计算机辅助造型与加工过程仿真

加工旋转锉复杂回转面刀具时，砂轮与工件的相对运动轨迹一般是复杂运动，只有用多坐标联动的数控装置才能实现，为了验证理论推导和计算的正确性，本文对旋转锉的加工过程进行了计算机仿真，为充分利用国内外在计算机图形学和CAD方面的最新成就，本文在重庆大学机械传动国家重点实验室的Sum-CAD工作站上对引进的I-deas软件包进行了应用开发，第一次将计算机造型应用于复杂回转面刀具有成形与加工，该工作站及三维图形功能对于特种回转面刀具是一个强有力的研究工具。     

基于物理仿真的煤炭自然发火研究

煤炭自然发火是导致矿井火灾的主要原因之一，也是煤炭安全生产急待解决的问题。本文简述了煤炭自然发火研究的一般方法－物理仿真方法，指出将煤炭自然发火研究简单地归结为一个温度调节问题是错误的。在给出煤炭自然发火的基本数学模型的基础上，提出了这一问题的研究主要归结为非线性多变量控制问题的观点，根据这一观点，设计了一种实验研究装置并用于某矿井研究，该装置基于计算机系统，智能控制方法。     

虚拟环境下变形线性体实时建模算法研究

研究提出一套虚拟环境下线绳和缆索两类变形线性体的几何变形数学建模算法。首先将变形线性体的物理和几何特性,对它们建模的共同之处进行研究,采用微分几何方法在正交直角坐标系下描述其变形,选择样条函数描述线性体的中心线,提出描述扭转变形的一种简单方法,结合广义弹簧理论建立它们的变形能数学模型,应用材料力学理论设计参数,并采用能量极小化方法求解;其次分别针对线绳和缆索的特性修改共性模型,形成各自的建模算法;第三通过仿真模型与实际变形线性体的对比实验验证仿真算法的正确性。实验结果表明,该算法能够正确描绘线绳和缆索变形,并能够满足虚拟环境的实时交互帧频率。     

数控铣、滚齿复合机床虚拟样机机电异构仿真

机电异构建模与仿真技术是数控机床动态性能分析的难点和重要方法之一.以带负载的电动机数学模型为基础,以数控铣、滚齿复合机床水平进给系统为研究对象,借助ADAMS/Controls模块将ADAMS动力学模型与MATLAB控制模型结合起来,建立机电异构系统的虚拟样机.在MATLAB7.0中对虚拟样机进行仿真,利用仿真结果分析了交流伺服电机在带负载情况下的控制力矩特性,为数控机床机械与电气参数匹配的研究奠定了基础.     

面向CAD组件模型的多体系统虚拟原型实现技术研究

针对虚拟样机意义下的机械多体系统性能分析,研究开发了面向CAD集成建模与多体动力学仿真的虚拟原型D3MECHS.对比国产三维CAXA-CAD和SolidWorks-CAD,研究了直接从产品虚拟原型中的零件设计模型和装配模型获取多体系统物理性能属性和多体系统空间拓扑结构的理论和方法,提出工程分析模型EAM和CAD-OpenGL虚拟原型可视化和动态仿真算法,提出并实现完整的面向对象机械虚拟原型仿真框架.通过多体手册算例检验,表明D3MECHS实现方案的可行性.     

城市道路网的可靠性仿真

首先就城市道路网可靠性的定义、影响因素和研究重点进行了措施，然后据此建立起了基于出行时长的路网可靠性模型，通过对该模型进行仿真计算，从而为城市交通的信息化管理提供了可靠依据。最后对需要更进一步进行研究的方向提出了建议。     

可进化硬件的基本原理与关键技术

可进化硬件 (EvolvableHardware ,EHW)研究将进化计算技术应用于系统 (特别是电子系统 )内部结构的设计、调理、实时自适应等方面 ,以实现复杂电路的自动化设计和显著提高电子系统的自适应和容错能力。简述了EHW的基本原理、关键技术和应用前景 ,介绍了EHW研究的最新进展 ,总结和比较了各类实现方法的主要特点 ;在此基础上 ,总结并讨论了该领域亟待解决的开放性问题 ,指出了相关的研究方向和有望获得突破的解决途径。     

空间相关多基地雷达分辨能力提高方法

针对雷达密集多目标探测问题,考虑一个单发多收多基地雷达系统,在分析空间相关多基地雷达模糊函数的基础上,通过传感器部署、波形选择这两种方法来改变模糊函数形状,达到改善目标分辨性能的目的。文中以模糊函数3-dB投影面积值为指标,对比空间非相关多基地雷达,分析了不同传感器部署和波形选择情况下的目标距离分辨性能,并给出了相应的仿真结果。研究成果不仅能用于对多基地雷达密集多目标探测性能的分析,还能为多基地雷达布站、波形设计等提供一定的理论参考。     

CIMS加工过程实时三维动画仿真

本文介绍一个用于CIMS加工过程实时动画仿真软件RMPS的设计与实现。该系统以三维动画预演实际的加工过程,实时仿真加工过程中状态变化和状态转移的细节,为CIMS中开展虚拟单元技术和复杂调度技术的研究,检查NC代码的正确性和有效性,调试设备控制器提供工具。RMPS直接安装在CIMS物流系统中,并实时地由NC码驱动。该软件系统已在IBM-PC机上使用C语言实现,动画刷新速度不少于2幅/秒。     

基于物理模型的琴弦数字仿真

基于物理模型的乐器仿真是运用弹性力学理论，通过偏微分方程来精确描述乐器发声一种方法，尽管它有着模型建立困难，计算开销大等缺点，但随着计算机计算能力的提高，该方法已逐渐成为该领域的研究热点，本文利用物理模型方法描述了琴弦的数学模型，并由此推导出了一种新的普通显式方程算法，该算法适于计算机实现，与LR二阶递昆系统算法相比，该算法不仅简单，而且还具有更高的仿真精度，这对乐器仿真，声音合成领域的科技人员有较好的参考价值。