应用穿越模型理论改善人机跟踪系统性能的研究

本文基于准线性模型和穿越模型理论对人炮防空跟踪系统中操纵手的操作难度进行了分析,提出了衡量操作难度的评价指标。根据所进行的分析,文中提出了改善系统跟踪特性的补偿方案,并在高炮跟踪仿真系统上进行了实验验证。结果表明,补偿方案的实施,使人的操纵动作更加平稳,提高了整体系统的跟踪性能,得到了比较满意的结果。本文采用的分析和改善人机控制系统的基本方法有推广价值。     

小型电动无人机手抛过程动力学仿真研究

小型电动无人机手抛阶段,初始状态限制边界条件的确定对于实现无人机的安全发射至关重要。以某小型电动无人机为研究对象,在Matlab/simulink中建立电动无人机仿真平台,其中包含无人机六自由度非线性力学模型、飞行控制系统模型、发动机模型、重力模型、标准大气模型、操纵指令模型、舵机模型、手抛初始状态模型、侧风模型等。通过仿真各种手抛初始状态来分析研究电动无人机手抛阶段安全发射的初始条件。仿真结果表明:限制边界条件的确定为无人机手抛发射提供重要参考依据,在边界条件内即可实现无人机安全发射。     

航天器可控翼伞回收系统雀降性能研究

提出一个四自由度模型,较为全面地讨论了翼伞系统主要设计参数以及雀降操纵方式对雀降性能的影响,通过仿真计算给出了最佳的设计参数范围和雀降操纵规律。     

无人机模拟训练系统的半实物仿真设计

无人机模拟训练系统用于进行无人机飞行前地面调试及飞行中操纵监控的模拟.以数学模型、实物模型、仿真计算机、仿真软件和其他辅助设备等为一体,构建半实物仿真无人机训练系统.阐述了基于半实物仿真技术的无人机模拟训练系统的功能和结构,具体说明了系统的仿真模块算法、设计及关键技术的实现途径.     

独立转向与驱动无人装甲车操稳性分析

为了提高军用车辆在恶劣环境中行驶的操纵稳定性,自行设计了一款线控独立转向与驱动无人装甲车辆。基于多体系统动力学理论,在ADAMS/Car中建立线控独立转向与驱动无人装甲车辆悬架、轮胎、转向等子系统模型,并由相应的通讯器建立整装虚拟样机。以建立的虚拟样机模型和试制样车为研究对象,参照国家相关标准完成6项操纵稳定性仿真试验和实车试验,根据实车试验数据验证了仿真结果的正确性。通过分析线性二自由度理论模型推出瞬态响应影响因素并进行转向盘角阶跃输入试验对其定量分析。最后,通过优化后建立的新模型对整车操纵稳定性能进行重新评价。结果表明:优化后在一定程度上改进了车辆的瞬态响应特性,其操纵稳定性能得到相应的提升。     

多操纵面战斗机飞行控制系统设计

现代多操纵面战斗机飞行控制系统多采用非线性控制方法进行设计,其中逆系统方法具有物理概念清晰、参数对应明确、无不确定性算法、容易结合传统经验等优点,易于工程实现.将该方法应用于多操纵面战斗机的基本控制律设计,使用多层简化设计,改进了多操纵面的控制分配策略,并针对某型多操纵面战斗机六自由度模型进行数字仿真,效果良好.     

坦克嵌入式车场射击训练炮长操纵控制模型

在嵌入式射击模拟训练系统中,针对炮长操作过程对模拟训练的影响,建立了炮长操纵控制模型。炮长操纵控制模型包括炮长操纵模型和炮长射击决策模型。炮长操纵模型的建立是基于装备的物理模型和人的生理反应模型。炮长射击决策模型根据坦克射击教范要求,采用与/或正向演绎推理得到。在炮长操纵控制模型基础上,建立了射击反应时间模型,并与实际装备操作进行了比较,对建立的操纵控制模型进行了验证。     

操纵手考核成果的操纵手模型参数辨识

以半自动跟踪的人机系统为研究对象,从工程实际中提取了描述操纵手操控水平的指标集:静态灵敏度、平均超差度及平均超差频率指标,并依据这些指标的考核结果,构建了一种操纵手数学模型的辨识方法.最后由靶场试验数据辨识了相应的模型参数,从而验证了该方法的可行性.     

越野汽车非线性悬架系统建模与仿真研究

针对越野汽车的行驶条件,对传统线性被动悬架、非线性被动悬架和非线性主动悬架的动态特性进行了研究。建立了悬架系统的动力学模型,采用统计线性化方法对非线性弹簧悬架进行求解,利用MATLAB／SIMULlNK工具箱对悬架模型进行了动力学仿真。仿真结果表明：非线性弹簧悬架模型比传统的线性悬架模型更符合越野汽车悬架系统的振动运动,而采用基于线性二次型最优控制方法的主动控制非线性悬架,则能获得更好的行驶平顺性和操纵稳定性。     

基于WTK的装备维修训练虚拟现实系统建模与仿真算法

结合装备维修训练虚拟现实系统(VEMT)的研制,建立了基于WTK(虚拟现实工具包WorldToolKit)的VEMT层次结构模型和仿真场景图,并介绍了VEMT的主控模块仿真算法、场景图仿真算法、立体显示仿真算法和虚拟手抓取物体算法.     

破损潜艇应急起浮操纵控制研究

在建立高压气应急吹除模型的基础上,通过计算机模拟仿真对高压气吹除过程中计算型潜艇应急上浮的主要参数进行计算和分析,给出了艏部破损和舯部破损时操纵安全界限图中的进水限制线,提高了潜艇应急上浮操纵的安全性.     

模糊综合评判在装备操纵手遴选中的运用

装备操纵手的选拔是部队一项经常性的重要工作,它对于更好地发挥武器装备技术性能,提高部队战斗力有着极其重要的作用。但是,目前的操纵手选拔工作定性较多、主观随意性大,缺乏科学的理论指导。依据人机环境系统工程理论,采用模糊综合评判决策法对装备操纵手选拔工作需把握的诸因素和选拔评判过程进行建模与量化分析,得到了与实际结果相一致的结论。它的应用对于正确科学地选拔装备操纵手有重要意义。     

用电子表格软件建立动态仿真模型

本文描述了用电子表格软件开发动态船舶操纵仿真模型的技术。文中用自引用公式对动态仿真模型的公式进行了编程。该技术不需要电子表格的宏指令。对电子表格用于动态仿真建模的利弊在文中也进行了讨论。     

潜艇操纵运动模型简化及仿真研究

潜艇运动为六自由度空间运动,具有强非线性和耦合性。针对运动预报、仿真及控制器设计等不同需要,建立兼顾准确、简洁的操纵运动模型十分重要。对潜艇运动标准方程进行简化,分别建立空间运动模型、平面非线性模型及平面线性模型。经过仿真和特征参数计算,验证了简化模型的合理性。通过比较分析,给出了不同机动条件下用于运动仿真和控制器设计的模型选用建议。     

灭雷具缆体系统动力学计算模型

为提高灭雷具的作战效率,从灭雷具缆体系统在流体中的动力学特性出发,指出缆索对灭雷具的阻力是影响灭雷具操纵性的重要因素,并采用节点离散法建立了缆体系统在海流中的动力学计算模型;根据仿真数据分析了灭雷具操纵性受缆体系统阻力的影响,并提出了合理的操纵建议。     

模拟训练系统中的激光驾束制导导弹弹道仿真

针对激光驾束制导导弹的制导原理和模拟训练的特点,对导弹的运动及控制特性进行了分析.在激光束坐标系下,将导弹的运动分解为沿激光编码场轴向的运动与沿激光编码场径向的运动,建立了导弹的运动学模型.通过坐标转换矩阵,将导弹坐标从大地坐标系转换到瞄准镜坐标系中,并根据受控判断条件建立了导弹的飞行控制模型.根据目标尺寸特性和视景仿真程序的运行特性,建立了命中检测模型.在实际工程中对上述模型进行了编码实现,应用于基于虚拟现实技术的炮射导弹瞄准手模拟训练系统.试用情况表明,该模型实用性强,满足视景仿真系统实时性的要求,能够保证模拟训练的真实性和有效性.     

潜艇动力抗沉过程姿态和运动规律预报研究

为了解决潜艇动力抗沉过程运动特性预报难和准确性不高等问题,在建立动力抗沉应急操纵模型基础上,首先研制了潜艇动力抗沉姿态预报系统;然后,通过大量数值仿真得到了各种工况下潜艇运动特性和姿态变化规律。这些规律和结论可为潜艇指挥员快速正确决策提供理论依据和指导建议。     

在虚拟环境中的自然交互作用

倘若允许与环境进行高级的自然交互作用,那么象虚拟环境(VE)那样的全身心投入的仿真技术可能引起训练领域的革命。TNO HFRI(人力因素研究所)已经完成了一项致力于高级直接操纵方法(虚拟手控制)的研究计划。直接操纵允许用户用模拟人手的逼真的虚拟手抓、旋转和移动物体。我们以前已经证明直接操纵的性能(速度、精度)比间接操纵(传统的鼠标驱动3D光标控制)快得多和精确得多。进而,我们证明了在立体观察条件下极大地改进了操纵的速度和精度。     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

潮流与风对单点系泊系统运动稳定性的影响研究

应用时域仿真的方法研究了风与潮流作用下单点系泊系统的非线性动力学特性。以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度运动微分方程,据此建立了系泊系统的多自由度计算机仿真模型。风与潮流联合作用的情形下,对一艘单点系泊油轮的动力学行为进行了数值仿真研究。以潮流速度和系缆长度为分岔控制参数,在参数平面上给出了油轮系泊运动的Hopf分岔集,它将参数平面分为两个系统动力学行为本质不同的区域。研究表明,与潮流(顶流)单独作用的情形相比,顶风条件增加了油轮静止系泊位置的Liapunov稳定性。