支持装备维修训练的虚拟样机模型研究

按照层次化建模和按需求剪裁的思路,建立了一种新的虚拟样机模型框架,包括层次模型、外观模型、状态模型、功能模型、交互模型、关联关系模型和信息模型七部分。这种虚拟样机模型框架可以支持装备虚拟维修训练的各个环节,简化虚拟样机建模工作的复杂性和工作量。     

基于元模型的虚拟样机数据建模方法研究

数据建模是虚拟样机开发的一个重要内容。首先分析了虚拟样机技术对产品数据模型定义的要求;然后从过程、产品、组织、资源和约束五个视图角度分析了虚拟样机数据模型元模型定义,并以过程视图为核心建立了各视图元模型集成模型,分析了元模型数据描述方法;最后用一个实例系统实现了虚拟样机数据模型。     

虚拟样机模型转换及演示技术研究

由于三维模型数据格式不一致,导致复杂产品的虚拟样机无法导入DIVISION MockUp软件演示系统。本文以某轴承虚拟样机为例,从模型转换,以及产品演示的角度进行了研究。根据CAD系统和DIVISION MockUp系统之间的图形交换机制,分析了数据储存的核心系统,成功解决了非标准格式三维实体模型的数据传递问题。通过对比虚拟样机模型,找到了一种在DIVISION演示时保证模型精度和演示速度的新方法,为在虚拟现实环境下应用虚拟样机产品做了有益的探索。     

虚拟样机中的异构产品模型研究

该文提出了采用设计，分析与仿真一体化技术来支持大型复杂武器系统的总体设计的新方法，指出产品模型可以作为应用间集成的一项关键技术，对总体设计过程中信息交换的方式进行了分类，指出异构应用间的集成是实现系统集成的关键，针对这一问题，提出一种新的方法－利用支持语义转换的映射机制来实现虚拟样机中跨领域的应用间数据交换。     

面向并行工程的虚拟样机设计方法研究

虚拟样机是一种能够反映实际产品特性的数字化模型,可有效支持并行工程和并行设计。在分析了虚拟样机与并行工程关系的基础上,提出了基于虚拟样机的产品研发方法,并阐述了虚拟样机设计方法一体化解决方案。     

虚拟样机的产品信息模型操作管理研究

产品信息模型的管理与操作方式对产品建模的正确、有效与否具有决定性的作用。给出了基于虚拟样机的产品信息模型集成、模型映射及模型提取操作的基本方法,使得对产品信息模型库能有效地组织与管理。提出了利用信息模型的软构件管理方法,实现信息模型的灵活、统一、简单地调用,满足个性化产品设计系统要求。     

基于虚拟样机的导弹伺服机构非线性特性研究

导弹电液伺服机构足复杂的非线性系统,随着对导弹控制系统的控制品质要求越来越高,非线性特性对电液伺服系统性能的影响直接关系到导弹控制系统的性能.在分析电液伺服机构中非线性特性影响因素的基础上,应用虚拟样机建模工具MSC.EASY5对其相关特性进行机理建模与虚拟样机建模,验证了模型的正确性,研究了减小系统定位误差的途径,仿真结果表明,虚拟样机技术是导弹电液伺服系统的设计与仿真分析的有效工具,同时,变增益控制是抑制非线性影响,提高系统定位精度的有效手段.     

支持复杂系统虚拟样机开发的体系结构研究

复杂系统的特点决定了开发过程的高风险性和有限逆转性，虚拟样机技术是解决这一问题的一个有效途径。同时，系统的复杂性、技术集成性和环境相关性决定了开发过程必然是一个协同工作的过程，因此，设计开发完善的体系结构对于为复杂系统的开发设计提供服务是至关重要的。该文在提出体系结构的开发标准和性能目标的基础上，研究了几种现有的支持复杂系统虚拟样机开发的体系结构的特点，讨论了实现的方法。     

基于虚拟样机的协同设计技术

基于虚拟样机的协同设计技术是将协同设计技术应用到虚拟样机的开发过程中 ,可以大大简化机械产品的设计开发过程 ,大幅度缩短产品开发周期和降低开发费用 ,提高产品的系统级性能 ,获得最优化和创新的设计产品。针对虚拟样机技术的特点及其与协同设计的关系 ,提出虚拟样机协同设计的方法 ,并对虚拟样机协同设计环境基本结构及实现方案进行了介绍     

基于交互特征的虚拟维修样机建模

给出了虚拟维修样机的定义,分析了它的组成,建立了与产品CAD系统相关联的虚拟维修样机系统结构。讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。为了满足仿真实时性要求,提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法,进行样机的几何建模和人机交互建模。提出了基于交互特征的虚拟维修样机交互行为建模方法,并在Jack软件环境下开发了CAD几何数据处理与虚拟维修样机交互特征定义的功能模块。最后以一个变速齿轮箱为例,对系统进行了验证。     

虚拟原型多体动力学约束模型研究

并行工程角度出发的机械虚拟原型是集成了产品的设计、分析,不断迭代、优化的过程,模型的协调一致性是保证设计过程完整的关键,如产品模型在CAD模型与机械多体动力学模型中的一致性表达。在这种观点下,该文提出在建立基于组件的机械系统虚拟原型时,从CAD中抽取多体动力学模型构件的物理属性,研究了国产三维实体设计软件CAXA环境下,基于多刚体系统动力学笛卡尔方法,从CAD模型映射多刚体动力学分析模型语义的实现方案。分析了多刚体系统动力学模型语义下,多体动力学约束模型坐标基变换关系的抽取。实验结果表明,从CAD中抽取多体动力学模型的物理属性的方案是可行的。可以用于建立基于组件的多体系统虚拟原型的分析模型,实现自主开发设计、分析集成的机械虚拟原型。     

虚拟样机导弹系统的建模方法与模型确认

基于"十五"预研项目《武器装备虚拟样机仿真演示系统》的研究,提出了虚拟样机导弹系统的层次化、模块化的建模原则和方法;分析了建模与VV＆A的关系,采用建模与VV＆A同步进行的研究模式;将专家系统和决策理论应用于模型的确认,给出了模型确认的专家系统的设计原理和方法。为虚拟样机导弹的应用提供科学有效的决策依据。     

空空导弹飞控软件研制中的虚拟样机应用

飞控软件已成为先进数字化空空导弹研制的关键,如何对嵌入式飞控软件进行验证是空空导弹研制的焦点。随着虚拟原型技术在空空导弹飞控系统的应用,该文定义并论述了空空导弹飞控系统虚拟样机的组成以及功能,指出它是先进数字化空空导弹飞控软件重要的核心支持平台技术。结合一个基于空空导弹飞控系统虚拟样机的动态仿真系统的开发,论述了其关键技术以及解决途径,进行了基于飞控系统虚拟样机的飞控软件仿真,给出了仿真结果。实践表明,全数字的基于飞控系统虚拟样机的飞控软件仿真已经成为研制数字化导弹的必须经历的阶段,其应用将大大缩短设计周期,保证飞控软件设计的质量与可靠性。     

导弹总体方案设计软件系统设计与实现

针对提高导弹研制效率,研究了支持导弹总体方案设计软件构造的建模方法和软件实现技术,开发了相应软件系统。针对多方案设计过程中任务组织和数据交互动态变化的特点,采用一种通用的建模方法,以5类模型表达基本设计活动及数据结构,可使层次式模型管理策略实现全局组织和调度。依据此建模方法和多方案设计需求,设计了面向对象的模型数据结构和知识库接口方案,解决了软件实现关键问题。在VS.net环境下发展了一套战术导弹设计软件MCDesign,初步应用表明,提出的建模方法和软件设计思想可较好地支持战术导弹的多方案选型。     

虚拟原型多体动力学中设计模式仿真模型研究

通过分析机械系统多体动力学解算模型特点。从机械产品的协作开发与仿真角度。研究了基于组件方法建立机械系统虚拟原型,提出利用MVC设计模式构建多体动力学解算仿真模型。这种解算模式,实现了多体动力学解算仿真中。模型与解算逻辑的分离,维护了系统仿真中构件、铰约束、力元等组件的状态一致性。利于在不同的解算逻辑下组件和仿真方案的配置,方便了基于组件的协同开发与仿真。结果表明,基于组件的机械虚拟原型模型与多体动力学MVC仿真模型是可行的。     

高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机设计

在研制物理样机之前建立动力学虚拟样机,可以对已有的方案进行论证、对产品进行测试和评估以及全系统的合成仿真,能够有效的缩短研制周期和节约研制经费.详细划分了高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机系统的层次结构,建立了样机子系统数学模型,并以此为基础,应用模块化设计思想,在仿真平台上实现了虚拟样机系统及其子系统的样机仿真模型设计.使用现有的高超声速巡航飞行器的总体方案对虚拟样机系统进行了仿真验证,通过对结果的比较分析可以得出,样机系统设计合理,将为高超声速巡航飞行器的研制提供重要技术支持.     

基于虚拟样机的级间分离系统仿真

结合运载火箭、航天飞机及其它二级入轨运载器的分离方式,提出了串联、并联轴对称、并联面对称三种级间分离方式。分析了建立样机所需重要的数学模型和样机系统的层次结构,在此基础上,在虚拟样机平台上实现了级间分离系统虚拟样机的设计,并使用该虚拟样机对可重复使用运载器的级间分离进行了仿真计算,得到了合理的结果。仿真结果表明,串联方式相对距离变化快,达到安全距离耗时短,侧向碰撞几率小;而并联方式相应参数取决于两级间分离力和力矩。因此,完全有必要在物理样机制造、试验前,使用虚拟样机提供必要的理论验证,确保飞行器设计的合理性和飞行的安全性。     

Taguchi方法在WSMR虚拟样机实验设计中的应用

运用虚拟样机技术研究WSMR转向半径与各影响因素关系时，采用Taguchi方法构造实验方案表进行仿真试验，分析表明用Taguchi方法得到的数据信息丰富且分布均匀，适于构造训练样本进行网络训练。     

基于虚拟原型的概念设计描述模型V-desModel

传统的概念设计方法由于缺乏真实感的交互手段,难以直观表达设计者的意图.基于虚拟原型的概念设计不仅能为设计者提供逼真的虚拟设计环境,而且充分体现了现代设计的成本低、周期短以及灵活性强等特点.针对概念设计的特点以及虚拟原型的特征分类,提出了基于虚拟原型的概念设计模型V-desModel,其核心是利用产品视图模型描述设计对象,将虚拟特征概念融入视图模型中,并采用可扩展"三维实体-约束图"来描述设计对象之间的约束关系.V-desModel模型能有效地支持基于虚拟原型的概念设计过程,较好地解决了概念设计中产品虚拟原