飞行模拟器极限位姿的可视化仿真分析

飞行模拟器的运动系统处于极限位姿时,系统的相关特性最差,并且其机械系统的关键部件之间最容易发生干涉.为了保证运行安全性和直观性,对极限位姿下的状态进行研究,运用VRML-Java技术,基于运动学反解以及机械实体的静态、动态装配约束关系,建立了飞行模拟器运动系统的可视化仿真模型,利用模型对其处于极限位姿下的状态进行可视化仿真分析,仿真结果表明所建立的模型简易、真实,并且所分析的飞行模拟器运动系统在极限位姿处不存在机械干涉和奇异位形.采用所提出的方法进行仿真.实验证明,上述方法为飞行模拟器的设计提供了参考依据.     

船舶运动状态下风速风向测量补偿与数字仿真

为了研究船舶运动状态下的风速风向精确测量,设计了一种船舶风速风向动态测量及误差补偿的数字仿真系统。通过对船舶航行状态下的风速风向测量原理进行分析,建立了船舶平面运动的相对风速风向和真风风速风向的解算模型,并根据船舶空间运动的风速风向测量及其误差补偿算法,对船舶横摇、纵摇状态下的风速风向的动态测量和误差补偿进行了数字仿真。数字仿真结果表明,该方法能够消除船舶航行时的运动姿态对风速风向测量带来的影响,为船舶的操纵控制和航行安全提供了精确和可靠的风速风向数据信息。     

雷达模拟器中可视化仿真技术的实现

实验室要调试和验证雷达系统设计与雷达数据处理算法,雷达模拟器是必不可少的实物。雷达模拟器可仿真雷达的各种功能。为了实现这些功能进行可视化。针对模拟器可视化的要求,将MapObjects组件技术应用到雷达模拟器中,在VC环境下结合Windows编程技术具体实现了战场地理环境信息的建立,控制地理信息对象的设置与显示。建立想定目标运动仿真和雷达波位扫描等功能,能直观、准确、动态地表现雷达战场环境。仿真实验表明,雷达模拟器实现了目标运动和雷达数据处理算法的工作效果,为设计新型雷达提供可靠参考。     

基于模糊控制的船舶自动导航仿真系统

在介绍船舶运动特性和分析船舶运动的基础上,建立船舶运动质点方程,研究基于模糊控制的船舶自动导航仿真系统。针对船舶偏航量的控制,设计位移模糊控制器和航向模糊控制器,对船舶在波浪中的运动进行数值仿真。船舶在各种不同外界条件下的运动状态数据,应用数据库技术,进行存储,作为后续数据分析来源。采用VC＋＋,在VS2005开发环境下使用GDI编程,实现可视化仿真。     

基于Openlayers3和Cassandra的船舶碰撞风险识别系统

为提高船舶交通管理服务系统(VTS)智能化水平,保障航运安全,利用上海港水域内海量AIS数据,建立船舶领域模型,应用改进的聚类算法,识别船舶碰撞风险。利用开源地图框架Openlayers,实现碰撞风险可视化,利用Cassandra数据库,实现海量AIS数据存储和高效检索。设计实时船舶可视化显示,单船、区域船舶历史轨迹回放,模拟船舶航行等功能。最后使用上海港2015年全年AIS历史数据进行碰撞风险识别实验,结果和历史高危区域较为吻合,可作为辅助分析系统供海事人员决策参考。     

船舶运动视景仿真系统设计与实现

针对研究船舶各种运动状态,为有效验证控制器的功能提供有效平台。采用船舶运动可视化,对视景仿真系统进行开发,对各种常见的建模和驱动技术进行了重点研究。提出了船舶运动视景仿真系统的整体设计方案及流程,利用建模软件Creator建立了逼真的三维船舶实体模型,采用DOF节点技术建立了舵\翼舵、鳍\翼鳍及螺旋桨的活动模型;解决了视景仿真系统开发中的视点切换、多通道显示、仿真数据加载等关键问题;基于VC++集成开发环境和Vega API编程技术开发了系统。三维仿真结果表明系统具有较好交互性和逼真度,为船舶运动特性研究提供了可靠手段。     

基于ECharts的船舶航运信息可视化系统设计与开发

本文从船舶轨迹数据的特点入手,采用基于密度的聚类算法对船舶轨迹实现聚类,同时调用高德地图API与ECharts可视化库,对船舶航运信息进行可视化显示,揭示船舶轨迹特征,最终完成了系统的设计与开发。对于船舶轨迹聚类特征的探究,有助于揭示海域中船舶航道的分布特征、对港口主管部门实施的通航和环境管理工作奠定基础理论支持,进而为海上运输和交通规划建设提供更加直观的科学依据。     

基于大数据聚类分析的爬壁机器人位姿定位控制系统设计

为提高爬壁机器人运动位姿精准度与稳定性,解决现有位姿定位控制系统存在的控制效果不佳的问题,利用大数据聚类分析技术,通过软、硬件结构的设计,实现爬壁机器人位姿定位控制系统的优化。改装爬壁机器人位姿传感器、爬壁机器人驱动元件、爬壁机器人位姿定位控制器的内部连接结构及工作方式,扩大系统存储器的存储空间,通过系统电路的连接完成硬件系统的设计。根据爬壁机器人的组成结构和工作机理,建立机械结构与运动模型。在构建模型下,采集爬壁机器人实时运行数据,利用大数据聚类分析技术处理初始采集数据,判定爬壁机器人的当前位姿。规划爬壁机器人位姿及关节轨迹,结合当前爬壁机器人的运行数据,计算爬壁机器人位姿定位控制量,在控制器的约束下,实现爬壁机器人位姿定位控制功能。通过系统测试实验得出结论：通过设计位姿定位控制系统的应用,爬壁机器人样机的足端轨迹控制误差、关节角度控制误差和占空比控制误差均低于预设值,即设计系统具有良好的位姿定位控制效果。     

控位滑行航行器的运动分析与弹道仿真

控位滑行航行器是一种结构简单、能源的利用率高,同时机动性也较好的新型水下航行器.为了解决控位滑行航行器的运动优化控制,针对控位滑行航行器的滑翔和近水面的控位运动稳定性问题,利用控位和滑翔运动特点,根据动量和动量矩定理建立了航行器空间运动数学模型,通过MATLAB/ Simulink软件模块建立了航行器空间六自由度运动仿真模型,并对滑翔和控位运动弹道进行了仿真,分析总结了航行器在不同运动模式和工况下的稳定性,并对不同参数条件下的航行器稳定性品质和衰减历程进行了对比.结果表明在给定的初始条件下控位滑行航行器是能按照预设轨迹航行,完成航行任务,满足设计要求的.     

基于Simulink的航天器姿态动力学仿真教学研究

针对航天器姿态动力学课程理论性、逻辑性和应用性强的特点,开展图形化可视化Simulink仿真教学研究.梳理课程内容体系,分析典型姿控系统自闭环回路特征,提出基于航天器姿控仿真教学系统的理论辅助教学和实验实践教学的教学模式.设计航天器Simulink姿控仿真教学系统总体方案,依据航天器姿态欧拉动力学和四元数运动学方程构建Simulink姿态运动模型,建立速率陀螺和反作用飞轮等典型姿控硬件模型,运用虚拟现实三维建模语言和Simulink/3D Animation工具阐明可视化姿态模拟的实现思路.搭建了反作用飞轮姿控Simulink仿真教学系统实例,通过姿态非线性微分方程数值解实时驱动下的动态立体姿控视觉效果,使学员以闭环交互方式获得课程内容学习的多重感知.