基于数字孪生的航天发射塔摆杆机构故障诊断研究

针对因历史故障数据不足,缺少规范的故障数据收集机制和成熟的质量监测管理技术手段,大型复杂机电液系统性能状态难以准确评估的问题,以发射塔电缆摆杆作为典型机构,研究并提出了一种基于数字孪生技术的故障诊断方法。该方法以数字孪生系统“五维模型”理论为基础,构建了摆杆系统数字孪生架构体系;运用UG软件,通过几何运动学和动力学建模,建立了虚拟仿真模型,设计了基于ADAMS和Matlab联合仿真的数字孪生系统。该系统通过仿真信号与实测信号的对比,表明其对于物理实体的模拟仿真精度可达96%。最后,通过典型喘行故障试验,修改虚拟模型有关参数进行仿真,验证基于数字孪生体对摆杆机构故障诊断的有效性,以及利用其论证维修改进方案的可行性。     

武器装备系统数字孪生技术

介绍了数字孪生技术的起源及概念,分析了数字孪生系统与平行系统/仿真推演系统等区别,针对数字孪生在武器装备系统中的应用,进行了技术框架和应用框架设计,并提出了武器装备系统数字孪生在装备感知、模型构建、系统集成、评估预测、交互控制五大领域的关键技术,给出了武器装备系统数字孪生发展在理论及实践方面的启示,以期对武器装备系统中数字孪生技术的应用提供技术支撑。     

数字孪生技术及其军事应用探析

<正>当前,以大数据、物联网、5G通信等新技术为代表的数字浪潮正在驱动新一轮科技革命,物理世界和与之相称的虚拟世界逐步形成两大体系平行发展、相互影响。数字孪生技术通过数字化建模的方式建立物理世界和数字世界之间精准映射关系,实现了现实物理系统向虚拟空间数字化模型的反馈。在此背景下,数字孪生技术凭借其虚实相生、智能交融的独特优势已经在城市建设、航空航天、车间生产等多个行业成功应用,     

机群作战仿真系统的研究和开发

针对空间战场三维图像显示技术的需求,采用MultiGen Creator作为建模工具,Vega作为实时仿真驱动软件,在SGI图形工作站上开发了虚拟机群作战视景仿真系统,设计了系统软硬件体系结构,解决了地形分块、地形LOD(Level of Detail,层次细节)等大规模地形管理以及与飞行仿真系统的广播内存实时网络接口连接等技术,实现了空间战场环境、特效的逼真显示.仿真结果表明,该系统满足仿真实时性和逼真度指标要求,增加了飞行视景仿真的"沉浸"感.     

基于数字孪生的导弹部队在线仿真系统设计

导弹作战具有复杂多变、不确定性强的特点,基于数字孪生技术在仿真系统中生成与现实世界实时同步的虚拟战场态势,从而进行作战方案在线仿真推演和效能评估,根据仿真评估结果预测战争走向,实现战场“透视”的目的,这对于指挥员掌握战场主动权和科学决策具有重要作用。通过建立在线仿真系统总体框架和内外部接口关系,将系统根据功能划分为战场情报预处理、实体模型动态生成与匹配、仿真推演、效能评估、仿真引擎和仿真支撑库等6个子系统,对各子系统的功能组成和运行机理进行解析,对基于EATI的建模法则和战场态势特征提取及模型匹配2项关键技术的具体原理和实现方法进行了解析,结合导弹部队的作战特点,建立了作战效能仿真评估指标体系,为下一步仿真系统的实现提供了方法指引。     

平行系统理论在体系对抗训练中的应用初探

简述了体系对抗训练的必要性,并根据平行系统理论中的ACP方法,对体系对抗训练中的平行系统构建、计算实验及平行执行进行了初步建模与分析。研究结果表明,应采用将体系对抗训练中实际系统存在的自然要素和作战部队要素分别采用数字孪生技术和基于agent仿真方法投影到虚拟战场空间的方法构建人工系统,从而方便对作战行动的效果投影进行分析。对在体系对抗训练人工系统中如何进行计算实验及人工系统与实际系统如何平行运行等问题进行了初步探讨,为构建实际可用的体系对抗平行系统提供了解决方案。     

基于Genesis的飞行模拟视景仿真系统开发

为构建大型、逼真的模拟训练战场环境,分析了Genesis仿真软件的特点,描述了基于Genesis的飞行模拟视景仿真系统组成及主要功能.重点论述应用Genesis开发飞行模拟视景仿真系统的流程,给出视景数据库综合构建的内容和方法,实现对虚拟场景中的军事目标、气象环境、特殊效果等对象的实时驱动和控制,并对系统开发过程中的区...     

美欧军工领域发力数字孪生技术应用

<正>数字孪生技术以数字化方式创建物理实体的虚拟模型,模拟物理实体的现实行为,通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段,实现物理实体空间与数字虚拟空间的交互共融和智能化操作,是智能制造落地实施的关键技术之一。数字孪生技术最先由美国军方组织开展应用研究,近两年逐渐成为军工领域的重要发展方向,在美欧大型军工企业装备研制生产与维修保障中得以应用,并开始取得一定实效。     

数智化航空机电技术展望

通过回顾人工智能技术和数字孪生技术的发展历程、发展背景以及其在各领域的应用情况,深入分析了航空机电技术与人工智能和数字孪生的技术融合.在航空机电领域,人工智能与数字孪生的深度融合将推动航空机电设计、优化、制造与维护全生命周期创新发展.人工智能技术将为数字孪生提供切实有效的实施途径,以数据驱动的人工智能技术和智能制造技术...     

陆军合成旅典型装备保障系统数字孪生模型

陆军合成旅作为陆军新型作战力量,其装备型号多、合成度高,保障问题复杂,对装备“精确保障”的要求越来越高。将数字孪生技术引入装备保障领域,通过对研究对象的分析,廓清研究系统的内涵和外延,掌握系统运行规律。通过构建数字孪生模型框架,从物理维、孪生维、数据维、应用维、连接维5个维度刻画数字孪生模型的结构,明确模型各维度建立的关键技术,探索模型的应用设想,最终构建陆军合成旅典型装备保障系统数字孪生模型,以解决陆军合成旅装备保障面临的复杂问题,为装备“精确保障”目标实现提供方法借鉴。     

灰度图在地形建模中的应用

三维虚拟地形的生成在构建虚拟陆地战场环境中占据重要位置,数字高程模型决定了三维地形的优劣。但是在实际的地形三维建模过程中,大多数的三维虚拟地形重建无法真实地映射出地表的复杂性和不规则性,存在建模误差大的问题。介绍了根据灰度图来进行数字高程模型的插值和修改,从而获得更逼真、更精密的地形模型。详细叙述了实现方法并进行实验,结果表明,该方法实用性较好,能构建更加真实的虚拟战场环境。     

复杂电磁环境中基于马赛克战的无线通信系统构建

随着现代战争中大量射频传感器的引入,使得战场电磁环境日益复杂,提升战场复杂电磁环境中无线通信系统的顽存能力,是未来战场终极致胜的法宝。提出复杂电磁环境下的通信系统创新通信技术和创新通信模式两大需求。基于马赛克战的思想提出了模块化开放式通信系统、基于决策中心战的通信系统、攻击型通信系统和数字孪生通信系统等构想,并从应用角度提出了所构想系统的优点,为未来复杂电磁环境中无线通信系统构建提供了思路。     

基于仿真的舰炮命中解算评估技术

在真实环境下,较难实现舰炮系统对空中高速机动目标的命中评估.通过构建一种半实物仿真测试系统,仿真生成模拟战场环境和威胁目标航路,驱动舰炮系统模拟射击,实时采集弹道数据解算弹丸飞行轨迹,通过与理论目标数据融合进行命中判别.因此,分析了舰炮系统在不同典型目标环境、不同射击区段、不同命中目标部位的打击效果,可提供一种有效的途...     

电子对抗作战任务规划平行仿真分析框架研究

针对作战指挥流程的任务规划系统集成这一问题,运用仿真系统与实际系统进行实时联动的平行仿真方法,建立了电子对抗作战任务规划分析框架,框架中的关键模块包括实时态势预处理模块、战场实体动态构建与修正模块、作战任务规划推演模块、作战任务规划评估模块.电子对抗作战任务规划平行仿真的关键技术是战场平行仿真实时推演技术和战场态势预测技术.这种全新的作战仿真框架体系,为完善作战指挥程序提供了一种方法手段.     

虚拟战场电磁环境构建方法研究

简要分析了战场电磁环境,针对科学构建战场电磁环境系统这一难题,提出了适合战场大区域、多种辐射源,并考虑地形、气象等影响因素的战场电磁环境数字仿真构建方法.该方法借助抛物方程、地理信息系统、神经网络等理论、方法构建战场电磁环境.最后应用该方法基于福建沿海某地真实地理环境与气象条件进行了仿真实验,实验结果与电波传播理论吻合.实验结果表明,该方法切实可行,具有实际应用价值.     

基于DirectSound的实时三维声音仿真研究

基于坦克分队战术综合演练仿真系统的研制,通过对一般数字声音的处理,利用DirectSound技术可对多个WAVE声音文件混音,实现了实时的三维声音的仿真,并在VC环境下进行了程序编制和代码运行.实践证明,该实时三维声音的运用可较好地满足虚拟战场环境的需要.     

虚拟战场环境程序化地形细节生成方法

针对目前虚拟战场环境中场景渲染面临的真实数据在类型和精度方面无法满足大规模真实感地形可视化的难题,从虚拟场景构建和渲染的角度,提出了一种以真实地形数据为基础,集成视相关多分辨率LOD(Level Of Detail)渲染机制的程序化地形细节合成方法,实现了地形几何细节、纹理细节和地表植被的自适应可控实时合成,一定程度上解决了大规模地形渲染在真实性和实时性上难以兼顾的问题,为建立高逼真度的虚拟战场环境提供了一种切实可行的方法.     

国防装备与系统的未来变革:从3D打印到平行军事体系

文章讨论3D打印和大数据技术所可能引发的国防装备和军事系统的未来变革,重点介绍平行军事体系的理念、概念及基本框架,主要强调虚实互动的平行扩展方式与面向Cyberspace的战争组织与行动之密切关系,强调必须融合军事装备与军事情报事务的革命,进而通过人工军事组织,利用智能化的军事解析和推荐系统,实现对复杂战场的实时反馈闭环指挥与控制。     

航空通信平行仿真系统研究

针对未来多域协同体系级作战下的航空通信动态规划需求,根据仿真系统与实际系统的虚实映射、实时同步、共生演进和闭环优化的系统目标,提出了平行仿真系统在航空通信装备作战效能提升、装备内场增量式集成测试验证、装备智能健康管理以及虚实结合的试飞训练等方向的应用构想,建立了一种面向航空通信的平行仿真系统架构,给出了系统组成,分析了系统涉及的实时数据采集、多分支并行仿真推演和基于人工智能的态势预测与智能决策等关键技术难题,为平行仿真技术在航空通信领域的具体应用奠定理论基础。     

基于双驱动模型的目标机动行为识别方法

针对目标样本数据和行为知识匮乏、不平衡对空中目标飞行机动识别带来的难题,提出了一种基于数据与知识双驱动的智能化识别方法。采用集成学习的思想将数据驱动的深度学习模型和知识驱动的推理模型融合,既可以弥补推理模型在复杂环境下表现不佳的不足,又可以增加深度学习的可解释性和鲁棒性。利用仿真对比实验验证所提方法的有效性,结果表明：所提算法对目标机动行为识别能力优于仅基于知识驱动或仅基于数据驱动的单驱动系统,准确率达到90.1%。此方法大幅提升了对复杂环境的适应能力和识别准确率,对目标机动行为识别有重要工程应用价值。