GPS仿真模拟器程控计算机控制台设计与实现

为了给GPS仿真模拟器程控计算机操纵人员提供方便、快捷的操作体验以及实时、准确、直观和形象的飞行信息,文章依照GPS仿真模拟器程控计算机的操作特点和人机交互界面设计原则,设计并实现了GPS仿真模拟器程控计算机控制台;控制台以嵌入了GL Studio和Map X控件的LabWindows/CVI为主要开发平台,采用UDP协议进行实时通信;实验测试表明控制台的设计达到了系统指标要求,满足了GPS仿真模拟器程控计算机的功能性需求。     

轮机模拟器主机工作过程建模与实时仿真

船舶主机是船舶的主要动力设备,是轮机模拟器所需仿真的主要对象,对其工作过程建模与实时仿真具有重要的意义.以容积法为基础,建立了主机的稳态、瞬态和故障态模型;采用并行计算的思想,在两台计算机上对主机系统的各部分模型分别选择插值法和龙格-库塔法进行仿真计算,保证了轮机模拟器的计算精度、实时性和长时间运行的要求;建立的主机实时仿真系统能够准确反映主机在各种工况下的特征和故障状态下的行为,并已成功运用到WMS2004型轮机模拟器中,取得较好效果.     

基于Vega的塔式起重机视景仿真系统研究

为设计塔式起重机视景仿真系统,达到塔式起重机模拟驾驶的效果,本文根据塔式起重机的运动特性建立动力学模型,基于VC++编辑平台,通过Vega软件对实体模型进行实时驱动,开发出一套塔式起重机模拟驾驶视景仿真系统,研究和分析了系统设计、开发流程及关键技术问题.仿真结果表明本系统具有较高的真实度,满足塔式起重机视镜仿真的要求,能够达到模拟训练的目的.     

基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统研究

为了在导弹试验任务中给指挥员提供决策支持,设计了一种基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统;将三轴飞行转台、目标模拟器、负载模拟器等实物接入仿真系统,采用高层体系结构规范构建仿真系统的联邦架构,设计了联邦对象模型,建立了关键联邦成员的数学模型,解决了反射内存网与HLA的时间推进冲突问题,有效提高了仿真系统数据传输的实时性;采用MultigenCreator软件建立了各个仿真实体的3D模型,利用Vega软件实现模型的渲染、场景驱动、声音仿真等;通过系统测试,结果表明:该视景仿真系统能够实时驱动各个仿真实体运行,视景画面流畅,图像刷新速率达到30帧/s以上,满足系统实时性要求.     

基于防摇吊具的集装箱起重机半物理仿真系统

针对集装箱起重机学员培训周期长、安全性差等问题,提出一种基于3D图形渲染引擎（OGRE）的虚拟现实技术,实现集装箱起重机半物理仿真操作培训的方法。设计集装箱起重机司机室硬件操作平台,使用OGRE渲染引擎驱动集装箱货场的三维虚拟场景;建立防摇吊具摆动的动力学模型,模拟起重机吊具的残余摆动;并用以太网通讯实现起重机联动台等实物硬件与虚拟现实仿真软件的信息交互。解决仿真操作系统中的虚拟场景的驱动、吊具残余摆动的模拟、实物硬件与虚拟软件的实时通讯等关键问题。实验结果表明,该半物理仿真系统真实感强,对集装箱起重机驾驶训练有重要价值。     

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.     

深度模拟器液压系统仿真研究

介绍了深度模拟器总体结构及工作原理,针对深度模拟器控制系统中PID算法及其相关参数进行了仿真研究。以深度模拟器液压系统为模型,利用AMESim仿真软件工具,对整个液压系统进行了仿真分析并对系统各元器件的参数进行了优化,为深度模拟器的进一步研究提供了理论基础。     

基于HLA的飞行模拟器视景系统的开发

随着分布式交互仿真技术的发展,先进飞行模拟器需要开发新一代的基于HLA的视景仿真系统.该模拟器基于HLA仿真支撑平台pRTI和实时视景仿真软件Vega Prime开发了飞行仿真模拟器的视景仿真系统,为操作人员提供逼真的虚拟环境.介绍了飞行模拟系统的总体框架,在阐述视景联邦成员的开发过程中,重点研究了时间推进策略;采用延迟一帧数据的方法解决了图像的平滑显示问题;采用DR算法,降低了网络通讯量,提高了系统的实时性;通过对爆炸源模型的优化,增强了特效模拟的逼真度.     

基于OpenGVS半潜船操作模拟器视景系统的研究

为了满足半潜船作业人员学习和培训的需要,有必要在航海模拟器大环境下研发半潜船操作模拟器仿真系统。以船舶静力学为基础,实现了半潜船装载重大件货物的过程的动态稳性计算,以Visual C++6.0和OpenGVS场景管理软件为开发平台,研制开发了半潜船操作模拟器应具备的视景系统。该仿真系统实现了视点的转移和跟踪,通过设置在半潜船的驾驶台、甲板及外部三个虚拟相机,实时动态显示半潜船各种运动的状态,同时实现了半潜船操作模拟器几个模块间的相互通信,取得了很好的效果。     

VR交互式三维虚拟起重装备建模与仿真

起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知等优点。基于此,采用虚拟现实技术建立起重装备培训和考核系统,大幅提升工人培训效果。为还原起重机真实使用场景,采用逆向工程技术对起重机及起重机厂房进行建模;针对三维虚拟场景真实性以及模型数量巨大交互模型复用性差的问题,采用细节层次（levels of detail,LOD）模型构建起重装备几何模型,从而优化系统的真实感和实时性;利用Unity平台实现了起重装备的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航;基于MySQL数据库,实时存储培训数据以及起重机重要参数数据;依据现有桥机平台对虚拟平台进行了验证,结果显示该起重机虚拟现实培训系统可以在降低培训成本的同时大幅提升了培训感官,实验效果良好。