半实物仿真

摘要： 针对多飞行器跟踪拍摄的控制系统仿真验证需求,在飞行器控制系统半实物仿真试验中,原有图像测量装置及目标模拟器在目标识别过程中试验成本高、调试复杂程度高的问题,设计实现了一种基于头体相对位置的图像测量实物等效装置,解决了试验准备周期长、试验成本高的问题。试验结果表明,图像测量装置实物等效器闭路制导仿真试验技术既逼近了实际应用环境,提高了试验的真实性和可靠性,又降低了试验成本。

摘要： 速度规划算法作为工业机器人控制技术的关键环节,其加速度的连续性对机器人振动性能有较大影响。目前,工业机器人控制系统大多采用集成式的控制器或运动板卡,控制系统封闭,运动控制算法权限没有开放给用户。为解决集成式控制系统运动控制算法受限的问题,基于dSPACE设计工业机器人半实物仿真控制系统,对比T型速度规划算法和S型速度规划算法下工业机器人末端的振动表现,并进行定量分析。实验结果表明,利用S型速度曲线替代T型速度曲线进行速度规划时,工业机器人末端加速度峰峰值降低了20.5%,低频振动振幅降低了30%,机器人末端振动显著减小。

摘要： 为弥补海洋石油钻井平台工程作业传统培训方法的不足,解决实践教学无法有效贴近生产现场的问题,文章基于Unity 3D虚拟现实技术开发一款海洋石油钻井平台半实物仿真教学系统。通过建立、优化钻井平台模型,设计电气设备程序控制三维化动态仿真,将仿真软件和仿真操作平台以及上位机结合,实现海洋石油钻井平台结构原理、作业工艺的仿真教学系统方案设计;通过VR技术让培训人员获得场景沉浸感漫游体验。仿真结果表明,本教学系统具有极佳的互动性和逼真性,对帮助培训人员形成海洋钻井平台认知、掌握钻井工艺、增加处置经验等起到积极的作用。

摘要： 飞行仿真技术是飞行器研制过程中的一项重要技术手段,体现了航空技术、计算机技术、制造技术等多项技术的发展水平。飞行仿真技术可以大幅度提高飞行器研发进程、提高研发效率、缩短研制周期、降低研制成本。文章介绍了国内全数字仿真、半实物仿真和人在回路中的仿真等三类飞行仿真技术的发展和现状,并阐明了飞行仿真技术的发展趋势。

摘要： 为了研究倒立摆系统控制的动态性能,设计基于硬件平台、MATLAB和组态软件相结合的半实物仿真控制平台。在此平台上建立单级倒立摆数学模型,对系统进行PID控制研究,分别从单闭环PID控制方法和双闭环PID控制方法上研究单级倒立摆的运动情况,得到实时的运动动态特性曲线。结果显示,双闭环PID控制方法在参数合理的情况下,能够使系统达到稳定。验证倒立摆系统的可控性和倒立摆半实物仿真平台的可实现性。

摘要： 针对捷联制导视线角速度估计不能完全解耦所导致的隔离度问题进行设计。首先提出了一种工程上比较容易实现的视线角速度估计算法;然后提出了制导部件时间同步算法以及基于半实物仿真的延迟补偿参数设计方法对视线角速度估计算法进行优化;最后,经过半实物仿真验证了该算法以及延迟补偿参数设计方法的有效性。仿真结果表明:该设计方法解耦效果较好,能有效抑制捷联制导视线角速度估计的隔离度问题。

摘要： 分析了战术互联网的体系架构、特点及组成,基于EXata仿真框架引入半实物仿真思想,构建了虚实结合的战术互联网仿真场景,实现了真实信息流在仿真网络中的传输,验证了存在干扰时对网络节点信息传输的影响。仿真结果表明,基于EXata构建的半实物仿真平台可有效模拟战术互联网作战场景,为研究战术互联网网络性能提供了试验平台,提高了仿真的可信度。

摘要： 工业控制系统是软件与硬件的结合,随着现代技术的发展,工业控制系统逐渐向网络化和智能化发展,工控行业开始与IT行业融合。随着德国工业4.0的提出,更加确切地告诉我们,要实现智能制造、智慧工厂、物联网数据化,自动化领域将会向IT行业靠拢,工控技术不再基于简单的I/O控制,而是向着数据通信远程化、智能化方向发展。利用TIA Portal V16、PLCSIM Advanced与虚拟仿真工厂Factory IO进行通信来模拟工业场景及半实物仿真,弥补了实验缺乏直观性和设备安全可靠性等问题,并实现了对控制程序的调试与仿真调试。

摘要： 随着信息科学技术的发展,在控制工程领域,传统的串口通信渐渐无法满足当前移动化、多样化的通信需求。提出了一种基于Simulink以太网通信模块及数据采集卡构建半实物仿真系统的实现方法,系统由以C8051F020单片机为核心设计的硬件板卡和上位机软件组成,上位机软件为MATLAB/Simulink,计算机与数据采集卡之间采用USR-WIFI232-T串口转Wi-Fi模块按照通信协议进行通信,并通过一个PID控制实例验证了实际控制效果。

摘要： 直升机机电系统往着信息与控制综合化的方向发展,机电综合管理系统综合了越来越多的机电系统的控制功能。以往针对直升机机电综合管理系统控制功能的验证方法主要为系统间实物联试。实物联试周期长,测试范围有限且不能在设计早期暴露缺陷。针对上述问题,本文开发了机电系统半实物仿真平台,建立了机电系统模型仿真状态与机电接口测试台硬件接口之间的数据映射,实现了用机电系统仿真模型代替机电系统实物与机电综合管理系统进行联试。该试验平台可将机电综合管理系统控制功能验证提前至设计早期,并缩短了验证周期,提高了验证覆盖率。

摘要： 在半实物仿真中为了考核伺服机构的性能,提出并研制了一种针对空气舵伺服机构性能测试系统;设计了空气舵伺服机构力矩加载和摆角测量装置,采用了弹性钢板的力矩加载方式及数字编码摆角输出形式,可通过调节弹性钢板的长度改变加载力矩;开发了基于数字化测试方法的多功能伺服机构测试软件,能够生成阶跃、三角波、梯形和正弦波等多种测试信号,可适用于RS422、1553B总线、模拟量等多种通信信道的伺服机构;实现了半实物仿真伺服机构静态/动态性能测试.

摘要： 目前的无人机操纵面失效检测技术很多存在着条件限制多、计算复杂不易投入实际应用等问题.通过分析舵机信息与操纵面失效的联系,提出了结合气动模型通过舵机电流信息检测操纵面失效率的方法.半实物仿真结果表明,检测系统能在控制姿态角稳态输入和大幅度变化的输入下,在1s内迅速给出准确稳定的操纵面失效率检测输出.为重构系统能够有更大几率使飞控系统重新获得对飞机的控制打下基础,增加无人机的战后损伤状况下的生存能力.

摘要： 开发了一种数字电源的半实物仿真平台,系统计算核心由两块数字信号控制器(DSC)组成,分别用于实现数字控制机和数字仿真机.利用传递函数法在数字仿真机里面实现控制占空比对输出变量的传递函数;数字控制机中断程序区代码开放,可以插入适用于不同控制对象的数字控制代码.数字控制机和数字仿真机之间通过高速数模信号传递控制变量,被控变量从数字仿真机的高速数模接口输出,便于示波器直观显示.样机中实现了具有理想参数和带寄生参数的降压电路开环特性的半实物仿真和闭环控制的半实物仿真,结果表明,该半实物仿真系统能较准确的模拟实际电路特性,成本低,可以用于电力电子数字控制的实训和工程前期快速原型开发.

摘要： 世界卫生组织统计数据显示,每年有接近130万人死于道路交通事故,道路交通伤害已经成为全球性的高比例安全问题.车联网旨在建立以车辆为中心的网络通信系统,实现交通智能管理及车辆智能控制,有效减少道路拥堵并提高道路安全.车联网系统主要包含车载终端设备、云计算平台和数据分析平台,车载终端设备作为车联网实现的关键部分,其通信功能的可靠性与稳定性是用户和研究人员关注的重点.目前,为了评估车载终端设备在真实环境中的通信效果,测试人员需要针对不同环境做大量的外场实测,不仅费时费力,而且发现问题也很难复现相同场景.为了能在室内模拟真实环境对车载终端设备通信的影响,缩短研发周期、降低研发成本,需要研制一种针对车联网通信测试的信道仿真设备.

摘要： 本文针对两台永磁同步直线电机展开位置跟踪的研究.先对永磁同步直线电机的数学模型展开讨论,再给出两台永磁同步直线电机的位置跟踪策略,最后在dSPACE的半实物仿真平台上开展相应的实验.实验结果表明,给出的跟踪策略能把两台电机之间的跟踪精度控制在0.18mm以内.

摘要： 利用仿真技术手段构建贴近实战的战场环境,开展飞行器的论证、研制、鉴定各阶段的试验验证及作战训练,是外军提升飞行器复杂战场环境下实战能力的主要手段.对国外战场环境基础数据、模型、软硬件成果、半实物仿真、国家电子靶场等方面的发展现状进行综述,并提出了战场环境仿真技术发展的启示.

摘要： 介绍了应用于某型反坦克导弹红外目标模拟器应用的研究.重点对红外目标模拟、DMD实现原理、红外图像生成、光学系统的建立进行了分析研究.进一步,对红外图像生成中灰度识别的方案进行了深入探讨,寻找到可行方案.通过半实物仿真,确定该组件应用在红外成像半仿真系统回路中具有成像清晰、性能稳定、对比度高等特点.

摘要： 首先介绍了典型多模复合制导空地导弹的制导模式设计,其次对复合导引头的结构组成、工作原理、制导信息融合技术、制导信息过渡衔接切换技术、制导信息智能补偿技术作了阐述,最后阐述了双模复合制导半实物仿真系统设计方案及典型双模复合制导半实物仿真系统组成原理及工作方式.

摘要： 基于HIL的半实物仿真技术目前广泛应用于电子控制单元的功能、系统集成、通讯和故障等进行测试。汽车行业中，基于HIL仿真的测试环境对被测车型进行建模，将其运行于与控制器闭环工作的实时环境中，实现对单个电控单元或整车控制系统的复杂测试。应用AMESim模型仿真软件建立某车辆整车仿真模型,对模型进行实时化处理.在实时处理器环境中下载编译后的实时模型,实现整车硬件在环仿真,测试整车或某动力底盘总成的控制器功能、整车网络通信及故障诊断等.

摘要： 分析了天线罩瞄准线误差及误差斜率对导引头测量值和导航制导的影响.在带天线罩实物参加闭环仿真试验的需求下,考虑到转台负载能力有限的情况下会影响试验系统的动态性能,提出面阵补偿天线罩瞄准线误差的方法,最后通过试验结果证明该方法有效性.

摘要： 本发明公开了一种分布式半实物网络仿真系统及其半实物接口控制方法，包括网络物理实物系统和网络仿真系统，其中，网络物理实物系统包括基于军事通信网的若干网络节点及其通信连接设备，网络仿真系统包括若干运行有网络仿真软件的仿真PC机，网络仿真系统中每一仿真PC机均带有半实物接口；半实物接口完成网络仿真系统之间以及网络仿真系统与网络物理实物系统之间的信息解析和传输、时间管理功能，在不改变模拟、实物系统任何设置的情况下，将仿真、实物等不同的仿真应用互连，每一仿真PC机均带有半实物接口，系统可扩展性强。

摘要： 本发明提供一种半实物实时仿真机和半实物实时仿真系统，仿真机包括：实时内核单元，执行实时进程，调用实时进程中的第一控制指令；实时进程包含有完成仿真模型所需要的业务逻辑；实时进程管理仿真模型在实时内核单元内运行时的资源和业务逻辑；Linux内核单元，执行非实时进程，并调用非实时进程中的第二控制指令；非实时进程包含有完成具体的应用任务所需要的业务逻辑和资源；实时中断处理单元，在接到各种控制指令之后，对控制指令的类型进行判别。本发明中将来自Linux操作系统的第二控制指令的优先级降低，则运行在Linux操作系统的非实时进程经过仲裁之后总是让位于实时操作系统中的实时进程，保证了实时性也兼容了Linux操作系统的各种资源。

摘要： 本发明公开了一种分布式半实物网络仿真系统及其半实物接口控制方法，包括网络物理实物系统和网络仿真系统，其中，网络物理实物系统包括基于军事通信网的若干网络节点及其通信连接设备，网络仿真系统包括若干运行有网络仿真软件的仿真PC机，网络仿真系统中每一仿真PC机均带有半实物接口；半实物接口完成网络仿真系统之间以及网络仿真系统与网络物理实物系统之间的信息解析和传输、时间管理功能，在不改变模拟、实物系统任何设置的情况下，将仿真、实物等不同的仿真应用互连，每一仿真PC机均带有半实物接口，系统可扩展性强。

摘要： 本发明公开了一种基于半实物仿真与数字仿真的盾构机换刀过程仿真方法，包括如下步骤：创建换刀仓的三维模型和换刀虚拟环境模型；构建盾构机换刀数字静态仿真环境；在半实物仿真平台上采集人体换刀数据，运用动作捕捉系统，采集人体换刀数据，进行半实物仿真实验；依据半实物仿真数据，进行虚拟人驱动过程，提取出动作捕捉系统采集的角度、应力以及加速度数据，将静态虚拟人按照相应数据进行动作驱动；创建数字动态仿真过程，通过作业层次分析及关键帧记录，对虚拟人创建换刀作业动态仿真。本发明解决了现阶段针对盾构机换刀操作人员作业姿势分析中存在的操作性、可行性差的问题，为评估换刀人员作业姿势提供了一种有效的方法。

摘要： 本发明提供一种数字仿真与半实物仿真的联合仿真系统及方法，其中联合仿真系统中包括至少一个半实物仿真系统和至少一个数字仿真系统，并通过联合仿真系统中的联合仿真管理系统对所述至少一个半实物仿真系统的目标跟踪测量结果和所述至少一个数字仿真系统的目标跟踪测量结果进行判断处理，得到目标对象的跟踪测量结果。也就是说本发明可以采用半实物仿真系统和数字仿真系统相结合的方式来对目标对象进行测量跟踪，相对于全部采用半实物仿真系统的方式来说，解决了场地空间和测试费用有限的问题，并且这种半实物仿真系统和数字仿真系统相结合的方式相对于全部采用数字仿真系统的方式来说，提高跟踪测量结果的可信度。

摘要： 本发明涉及一种面向QualNet网络半实物仿真的实物接入方法，属于网络仿真技术领域。本方法同时支持隧道模式和解析模式，在隧道模式中，通过对真实数据包添加虚拟的IP报文头，可使真实数据包顺利通过虚拟网络，简洁有效；在解析模式中，实物接口通过引入数据包转化模块，实现真实节点同虚拟节点在网络协议上的交互，具有更好的扩展性。对真实节点不做任何改动，实物接口的所有功能均在仿真服务器上加以实现，减小了对真实节点的限制，提高了使用灵活性。

摘要： 本申请实施例提供了一种半实物仿真系统及半实物仿真方法，所述系统包括实物设备；为所述实物设备提供仿真工作环境的物理效应设备；数据传输设备；以及通过所述数据传输设备分别与所述实物设备、所述物理效应设备建立连接的仿真激励设备；所述仿真激励设备，用于加载进行当前仿真需要的仿真模型；获取为所述仿真模型预先装订的设备控制参数、设备初始化参数以及仿真初始参数；按照设备控制参数，对所述实物设备以及所述物理效应设备进行设备控制操作；按照设备初始化参数，对所述物理效应设备进行初始化；运行所述仿真模型，利用仿真初始参数，结合所述实物设备以及所述物理效应设备进行半实物仿真。本申请实施例节省了资源，提高了仿真效率。

摘要： 本发明公开了一种基于半实物仿真与数字仿真的盾构机换刀过程仿真系统，包括数字仿真平台和半实物仿真平台：在数字仿真平台上建立换刀仓与换刀人员的模型；根据盾构机实际尺寸，建立换刀的静态数字仿真环境。在半实物仿真平台上采集人体换刀数据，进行半实物仿真实验；依据半实物仿真数据，进行虚拟人驱动；在数字仿真平台创建数字动态仿真过程。本发明还公开了一种基于半实物仿真与数字仿真的盾构机换刀过程仿真方法。本发明解决了现阶段针对盾构机换刀操作人员作业姿势分析中存在的操作性、可行性差的问题，为评估换刀人员作业姿势提供了一种有效的方法。

摘要： 本发明提供一种数字仿真与半实物仿真的联合仿真系统及方法，其中联合仿真系统中包括至少一个半实物仿真系统和至少一个数字仿真系统，并通过联合仿真系统中的联合仿真管理系统对所述至少一个半实物仿真系统的目标跟踪测量结果和所述至少一个数字仿真系统的目标跟踪测量结果进行判断处理，得到目标对象的跟踪测量结果。也就是说本发明可以采用半实物仿真系统和数字仿真系统相结合的方式来对目标对象进行测量跟踪，相对于全部采用半实物仿真系统的方式来说，解决了场地空间和测试费用有限的问题，并且这种半实物仿真系统和数字仿真系统相结合的方式相对于全部采用数字仿真系统的方式来说，提高跟踪测量结果的可信度。

摘要： 本发明涉及一种面向QualNet网络半实物仿真的实物接入方法，属于网络仿真技术领域。本方法同时支持隧道模式和解析模式，在隧道模式中，通过对真实数据包添加虚拟的IP报文头，可使真实数据包顺利通过虚拟网络，简洁有效；在解析模式中，实物接口通过引入数据包转化模块，实现真实节点同虚拟节点在网络协议上的交互，具有更好的扩展性。对真实节点不做任何改动，实物接口的所有功能均在仿真服务器上加以实现，减小了对真实节点的限制，提高了使用灵活性。