【系统仿真学报】_六自由度 2014-07-23 09_37_58_期刊发文热词逐年推荐_20140723
弹道导弹六自由度仿真决策系统设计与研制_邓方林
1 二炮工程学院仿真系统开发应用的历史回顾1
二炮工程学院是我国地地导弹部队唯一的工程技术院 校,与我国的导弹武器及导弹部队同时产生、同步发展。为 二炮部队培养了两万余名军官,其中包括数十名将军和省部 级领导干部,是我国地地导弹部队生长军官的摇篮。
由于导弹武器是一次性使用的装备,其中部分设备价格 昂贵,使用寿命很短。比如某型号的惯导平台单台售价 1000 万元,累积通电寿命只有 250 小时,头体地一套系统约 2 亿 元,很难保证用实装进行反复训练。为解决部队的训练问题, 我院曾研制过许多模拟器材和多功能仿真系统,不仅解决了 部队训练的装备和手段问题,而且为导弹武器发展论证、飞 行试验、定型评审、发射决策等提供了有力的技术支持,取 得了很好的社会效益和军事效益。近年来,我院在仿真方面 主要获奖成果如表 1 所示。
军队科技进步 一等奖
2000
王仕成
Vol.16 No.2 Feb. 2004
邓方林, 等:弹道导弹六自由度仿真决策系统设计与研制
·187·
仿真设备、数十台各种品牌的计算机在百余米的范围内联网 进行人参与操作的分布式仿真,是国内第一家引进美国的激 光光盘刻录系统、语音合成系统,较早的引入美国的三维图 形系统,进行模拟操作、模拟发射、模拟打靶。通过数学仿 真和接入部分实物的半实物仿真,进行系统的稳定性分析、 灵敏度分析、精度分析和故障分析。该系统不仅在技术上使 我们有很多积累和提高,而且在人才培养和团队精神打造方 面都有很大收获。下面以最近的一项国家奖成果为例,解剖 麻雀,从一个侧面介绍一下我院仿真研究及其应用情况。
六自由度微振动模拟平台动力学分析
六自由度微振动模拟平台动力学分析张朴真;杨建中;从强;张晓东【摘要】针对航天器的控制力矩陀螺微振动试验对通用微振动振源的需求,在分析微振动形式的基础上,提出了6-PUS并联机构的六自由度微振动模拟平台来模拟微振动试验的新思路.基于Newton-Euler法,给出了6-PUS并联平台动力学特性的分析方法,并建立了定平台输出力/力矩与支链驱动力之间的动力学模型.使用MATLAB软件对模型进行了仿真计算,并与理论计算值进行了比较分析,验证了动力学模型的正确性,可以为同类微振动模拟平台动力学与控制研究提供参考.【期刊名称】《航天器工程》【年(卷),期】2016(025)002【总页数】6页(P19-24)【关键词】航天器;动力学;并联机构;微振动;振动模拟【作者】张朴真;杨建中;从强;张晓东【作者单位】北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;南京航空航天大学宇航学院,南京 210016;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TH112随着航天技术的发展,星载相机的成像分辨率由米级提高到分米级,对由星上控制力矩陀螺(CMG)引起的微振动越来越敏感。
为了抑制微振动,须要研制CMG减隔振装置。
本文研究的6-PUS并联机构的六自由度微振动模拟平台,可以模拟微振动力幅值1~10N,力矩幅值0.1~1Nm、一倍频频率为30~200Hz的小型CMG的微振动,从而为小型CMG减隔振装置的试验提供通用的微振动振源,以提高微振动试验的效率与有效性。
由于转速调整等运动状态的变化或动不平衡等因素的影响,CMG等运动部件在正常工作中会在安装平面产生六自由度的微振动[1]。
一般的振动试验设备如单个或多个组合的激振器、振动台通常只能模拟1~3自由度的振动。
Stewart并联机构通常利用动平台的六自由度运动,可实现精确指向、减隔振、空间对接等功能,在航天领域有着广泛的应用[2]。
六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究
六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 国内外研究现状综述 (5)1.4 论文结构安排 (6)二、六自由度自动驾驶仿真测试平台需求分析 (7)2.1 自动驾驶系统组成与功能需求 (9)2.2 仿真测试平台性能需求 (10)2.3 仿真测试平台硬件需求 (12)2.4 仿真测试平台软件需求 (13)三、六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建 (14)3.1 平台总体架构设计 (16)3.2 传感器仿真模块设计与实现 (17)3.3 控制系统仿真模块设计与实现 (18)3.4 通信系统仿真模块设计与实现 (20)3.5 路径规划与决策系统仿真模块设计与实现 (21)3.6 数据处理与存储系统设计与实现 (22)四、六自由度自动驾驶仿真测试平台应用研究 (23)4.1 仿真测试流程设计 (24)4.2 仿真测试方法研究 (26)4.3 仿真测试结果分析 (27)4.4 仿真测试优化建议 (28)五、结论与展望 (29)5.1 研究成果总结 (30)5.2 存在问题与不足 (32)5.3 未来研究方向展望 (33)一、内容描述本文档主要围绕“六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究”展开详细的内容描述。
接下来是关于搭建六自由度自动驾驶仿真测试平台的具体内容。
需要确定仿真测试平台的核心硬件和软件组件,包括高性能计算机、图形处理器、仿真软件、自动驾驶算法等。
需要考虑如何搭建这些组件,包括硬件设备的选型与配置、软件的安装与调试等。
环境的构建也是关键的一环,需要模拟各种真实的驾驶场景,包括城市道路、高速公路、山区道路等,以及各种复杂的交通环境,如雨天、雾天、夜间等。
关于应用研究部分,重点将探讨六自由度自动驾驶仿真测试平台在自动驾驶系统研发中的应用。
如何利用该平台对自动驾驶系统进行算法验证和性能评估将是重要内容。
如何通过该平台改进和优化自动驾驶系统也是一个重要的研究方向。
基于NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现
基于 NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现摘要:六自由度平台作为一种全新的模拟器,用于航天空间运动姿态方面的模拟和规划,在六自由度平台的行程范围内,可以凭借其强大的功能去重新演绎各种空间运动,有着六种自由运动的维度,通过对六个液压作用气的精确控制和解耦算法,可以实现不同自由度的位子控制。
而本文将着重分析依托NI虚拟器基础上的六自由度平台测控系统,了解该系统运行的可靠性和安全性。
以通用计算机作为核心,在硬件平台基础上,由用户设计定义,具有仿真面板,有测试软件实现测试功能的一种全新计算机仪器系统,也有着强大的功能优势。
关键词:NI实时控制器;六自由度;系统设计前言:六自由度并联运动平台有着结构稳定、效率高且承载能力大等多方面的特点,兴起以来逐渐广泛地应用到如汽车、飞机等一些运动模拟实验设备,也取得了十分理想的成果。
在六自由度运动平台测控系统中,需要积极满足其高时效性和精确度,更要具备极强的图形图像交互功能。
而基于NItime的六自由度运动进程平台测控系统可满足六自由度运动平台实时测控的高要求[1]。
1.基于NI实时控制器的六自由度平台概述及系统结构1.概述六自由度运动平台可以实现对于原有轨迹的在线跟踪和监测,作为一种可以为航空飞行提供飞行模拟或是运动人模拟的机构,在应用到航空航天领域的同时,也能够运用在人们的日常生活中,作为一种娱乐体感游戏的形式出现,有着强大的功能,而本文依托NItime虚拟器分析六自由度运动平台的控制策略,能够缓解以往可靠性、时效性不高等控制问题。
以通用计算机作为核心的应届平台上,可以由用户自定义,且有着以下几点优势,首先使用了基于NItime虚拟仪器后,能够灵活配置各类关卡,增加了硬件的灵活性与多样性。
其次,选择了Lab view开发软件,能够简化传统的软件研发方式,Lab view作为一种新型的图形化编程工具,也是所见即所得的可视化工具,建立了人机界面后能够提供大量的控制对象内容,有利于图形化编程语言的落实。
六自由度机器人仿真系统设计
六自由度机器人仿真系统设计肖丽【摘要】根据机器人的实践教学、技术人员培训和离线运动仿真需求,文章设计了基于VC和OpenGL软件的六自由度机器人仿真系统.建立机器人三维仿真模型,采用VC语言编写了机器人的运动学程序,设计了虚拟机器人的控制界面.在开发的仿真系统上进行了测试实验,结果表明该系统实现了对机器人三维运动仿真和实时控制,验证了该系统的有效性.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2018(015)018【总页数】3页(P62-64)【关键词】机器人;仿真系统;OpenGL;界面设计【作者】肖丽【作者单位】郑州轻工业学院,河南郑州 450002【正文语种】中文随着机器人技术的快速发展,机器人技术在制造业、物流、服务业、医疗康复、农业等方面获得了广泛应用。
据统计,我国需要大量的机器人技术方面的人才。
因此,培养机器人设计、操作、维护人员对促进我国机器人产业的快速发展具有重要意义。
目前的机器人成本普遍偏高,受各方面条件限制,机器人在国内高校普及较少,机器人教学只是理论教学,无法开展实践教学。
国内许多高校开展了机器人仿真系统的研究,于振中、程智勇等[1-2]基于OpenGL技术开发了工业机器人三维仿真系统。
刘振宇等[3]基于OpenGL和Matlab软件开发了机器人在线仿真实验平台。
彭建盛等[4]基于LabVIEW软件开发了智能机器人仿真系统。
针对目前实际情况,为满足机器人课程实践及相关培训的要求,设计一种虚拟机器人仿真系统具有重要意义。
同时在设计的机器人仿真系统上可以进行运动学建模与仿真,离线编程与运动仿真,可以降低机器人生产成本与提高执行效率[5]。
本文运用VC语言设计开发虚拟机器人仿真系统。
机器人仿真系统具有机器人运动学解算、轨迹规划、示教再现等功能。
该机器人仿真系统能够为操作者提供丰富的场景信息和更逼真的临场感受,极大提高人机交互性能。
1 机器人仿真系统方案设计机器人仿真系统需要有友好的人机交互界面。
飞机六自由度模型及仿真研究
飞机六自由度模型及仿真研究一、本文概述随着航空工业的快速发展和飞行器设计的日益复杂化,对飞机动力学特性的理解和分析变得越来越重要。
其中,飞机的六自由度模型是理解和分析飞机动力学特性的基础工具。
本文旨在深入探讨飞机六自由度模型的建立过程,以及基于该模型的仿真研究。
我们将首先介绍飞机六自由度模型的基本概念和理论框架,然后详细阐述模型的建立过程,包括动力学方程的推导、运动学方程的构建以及控制逻辑的设计。
在此基础上,我们将展示如何利用该模型进行仿真研究,包括飞行轨迹的模拟、飞行稳定性的分析以及飞行控制策略的优化等。
我们将总结飞机六自由度模型及仿真研究的重要性,并展望未来的研究方向和应用前景。
本文的目标读者包括航空工程领域的学者、工程师以及研究生,希望通过本文的阐述,能够帮助读者更好地理解和掌握飞机六自由度模型及仿真研究的相关知识和技术。
我们也希望本文的研究能够对飞行器设计、飞行控制以及飞行安全等领域的发展提供一定的理论支持和实践指导。
二、飞机六自由度模型建立在飞行动力学中,飞机的运动可以分解为六个自由度:三个沿坐标轴的平动(纵向、横向和垂直)和三个绕坐标轴的转动(滚转、俯仰和偏航)。
六自由度模型的建立是飞行仿真研究的基础,它能够全面、准确地描述飞机的空间运动特性。
我们需要定义飞机的坐标系和参考坐标系。
通常采用机体坐标系来描述飞机的姿态和运动,而地面坐标系或惯性坐标系则用于描述飞机的位置和速度。
在机体坐标系中,飞机的滚转、俯仰和偏航运动可以通过欧拉角来描述。
接下来,根据牛顿第二定律和动量矩定理,建立飞机的运动方程。
这些方程包括沿三个坐标轴的平动方程和绕三个坐标轴的转动方程。
平动方程描述了飞机的加速度与所受合力的关系,而转动方程则描述了飞机的角加速度与所受合力矩的关系。
在建立运动方程时,需要考虑飞机的质量、质心位置、惯性矩等参数,以及作用在飞机上的各种力(如重力、推力、升力、阻力等)和力矩(如滚转力矩、俯仰力矩、偏航力矩等)。
六自由度运动平台PID控制系统仿真研究
六自由度运动平台PID控制系统仿真研究摘要Stewart 平台的出现始于 1965 年德国学者 Stewart 发明的具有六自由度运动能力的并联机构飞行模拟器。
目前经典的 Stewart 平台机构由上、下两个平台和六个可伸缩的支腿以及它们之间的连接铰链构成,其下平台通常为基台(Base-platform),上平台通常为负载平台(Payload-platform)(即 Stewart 平台的工作平台)。
Stewart平台通过六个支腿的伸缩运动可以实现负载平台在工作空间范围内的六自由度运动,并具有刚度高、精度高、承载能力强、动态特性好等优点,因此近年来被广泛应用于并联机床、精密定位平台和振动隔离平台等方面。
Stewart 平台在并联机床和精密定位平台方面的应用相对成熟,已有实用化的商品供应市场。
Stewart 平台应用于六自由度振动隔离平台的研究与开发相对发展较晚,不仅开发的系统远未达到实用化水平,其理论领域的研究也多属空白,其根本原因是应用于振动隔离的 Stewart 平台的基台是运动的,随之而带来许多新的问题。
到目前为止,在 Stewart 平台的理论研究方面已取得一些研究成果,比如Mille(r1992)使用 Lagrange 动力学方程建立了 Stewart 平台的动力学模型;Dasgupta和 Mruthyunjaya(1998)使用 Newton-Euler 动力学方程推导出闭合形式的 Stewart平台的动力学模型;Codourey 和 Burdet(1997)、Wang 和 Gosselin(1998)、Tsai(2000)等人分别利用虚功原理建立了 Stewart 平台的逆动力学模型。
但是,上述关于 Stewart 平台的动力学模型都是在假设Stewart 平台的基台固定不动的情况下建立的。
本文的主要研究工作和意义如下:1、基于 Dasgupta 提出的在基台固定情况下的 Stewart 平台的动力学模型,在Matlab/Simulink 环境下建立了 Stewart 平台闭环动力学仿真系统。
六自由度振动平台的位姿解算与路谱模拟分析
真结果分 析表明 ,该六 自由振动平 台能够 应用于车辆座椅性能 的检测 。计算 了振动平 台各姿态 的欧拉角 ,分析其 在任意 时 刻的旋转矩 阵 ,并 推导出振动平 台位姿 的反解方程 ,并 用此 方法进行车辆 路谱的模拟 。在 此基础之 上 ,对旋转矩 阵算法进 步优化 ,并借 助 P R O E仿 真软件分析 了两种旋转矩 阵算法的误差 ,仿真结果 显示 :优化后 的算法使振 动平 台上 3个测点
t i o n o f t h e v e h i c l e t o d e t e c t t h e v i b r a t i o n r e d u c i n g p e r f o ma r n c e o f v e h i c l e s e a t . T h e 6 - D OF v i b r a t i o n p l a f t o r m c o u l d h e a p p l i e d t o v e h i c l e
ng a l e s o f e a c h a t t i t u d e o f t h e v i b r a t i o n p l a t f o m ,t r h e ot r a t e ma t r i x s a t a n y mo me n t w e r e a n s l y z e d nd a t h e i n v e r s e s o l u t i o n o f t h e p o s i t i o n
a n d p o s e o f t h e v i b r a t i o n p l a f t o r m wa s d e i r v e d . I n t h i s wa y ,t h e s i mu la t i o n o f v e h i c l e r o a d s p e c t r u m wa s c a r r i e d o u t . On t h e b a s i s o f t h e p r e v i o u s wo r k,t h e r o t a t e ma t i r x lg a o i r t h m wa s o p t i mi z e d f u r t h e r nd a t h e e r r o r o f t h e t w o k i n d s o f ot r a t e ma t r i x a l g o i r t h m wa s a n ly a z e d
机床冷却系统六自由度机械臂控制机构设计
机床冷却系统六自由度机械臂控制机构设计甄久军;宋海潮;王晓勇;徐锋【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2016(044)015【摘要】The controlling mechanism for six degree of freedom (6-DOF) manipulator includes: adsorption base, body frame, manipulator , and swing head .Body frame was connected to the adsorption base .One endof the manipulator was under the body frame , rotating, and the other end was connected with swing head .There were motor bracket , swing servo, nozzle and swinging mechanism in the swing head.The nozzle was connected to the swing servo by the swinging mechanism .The nozzle could achieve 360°rotation around the axis, avoid dead angle and blind space , and accurately locate the nozzle position due to using the 6-DOF manipulator.It is more flexible and versatilie .%六自由度机械臂控制机构包括吸附底座、主体架、机械臂和摆动头。
其主体架与吸附底座相连,机械臂一端可转动地设于主体架下端,另一端与摆动头相连;摆动头包括电机支架、摆动伺服舵机、喷头和摆动机构,喷头通过摆动机构与摆动伺服舵机的输出轴相连。
基于红外定位的六自由度板球控制系统设计
基于红外定位的六自由度板球控制系统设计王正刚;代广珍【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(036)001【摘要】基于红外定位设计了六自由度的板球控制系统,采用STM32F407单片机作为主控模块,包含角度检测模块、直线电机、红外定位装置、电机驱动和直流稳压电源模块等.系统通过红外线定位装置精准获取小球位置,采用MPU6050采集平台姿态参数,计算得到平台的倾斜角,最后采用PID控制技术对直线电机实现闭环调节,从而实现小球在平台上完成各种指定动作.六自由度板球控制系统技术指标达到了设计要求,并具有良好的人机交互性能.%Based on the infrared positioning,a six-DOF ball and plate apparatus,which includes angle detection module,linear motor,infrared positioning device,motor drive and DC power supply module,is de-signed with the STM32F407 as the main control module.The system uses the infrared positioning device to obtain the ball position accurately.The attitude parameter of the platform is calculated by using the chip MPU6050.Then the inclination angle of the platform is calculated.At last,the PID control technology is adopted to realize the closed-loop regulation of the linear motor,so that the ball can be used to complete the specified action on the platform.Ball and plate apparatus is characteristic of good human-computer interaction performance with its technical indicators meeting the design requirements.【总页数】5页(P50-54)【作者】王正刚;代广珍【作者单位】安徽工程大学电气工程学院,安徽芜湖241000;安徽工程大学电气工程学院,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TP368【相关文献】1.基于视觉反馈的板球系统定位控制 [J], 武凡凯;付伟;张釜荣;谢慕君2.基于滑模控制技术的视觉板球控制系统设计 [J], 韩治国; 李伟; 冯兴; 陈能祥3.基于串级PID和复合滤波算法板球控制系统设计 [J], 李玉衡; 徐夏怡; 宫瑶; 易映萍; 姚磊4.基于蓝牙及STM32的板球控制系统设计与实现 [J], 李盛林5.基于STC89C52单片机的板球控制系统设计与实现 [J], 赵娟娟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种履带式车辆运动的六自由度仿真方法
一种履带式车辆运动的六自由度仿真方法
翟永翠
【期刊名称】《中国工程机械学报》
【年(卷),期】2016(014)003
【摘要】提出了一种基于三维地形碰撞检测的履带式车辆六自由度运动仿真方法,详细阐述了采用六球体简化履带运动的仿真建模过程,具有运算量小、仿真方法简单、仿真效果逼真等特点;解决了履带车辆随三维地形起伏运动的问题,为履带车辆模拟训练产品中的车辆六自由度运动仿真提供了简单、高效、逼真的仿真方法.【总页数】5页(P211-215)
【作者】翟永翠
【作者单位】江苏自动化研究所,江苏连云港222061
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.一种六自由度分离体机构运动学分析及仿真 [J], 缑双双;蹇开林
2.一种混联六自由度运动平台的结构及控制研究 [J], 郭永凤
3.一种六自由度上肢康复训练机器人运动学及工作空间仿真分析 [J], 檀祝新; 余晓流; 高文斌
4.一种六自由度手术机器人的运动学计算和仿真 [J], 王庆升;周惠兴;王衍学
5.一种六自由度手术机器人的运动学计算和仿真 [J], 王庆升;周惠兴;王衍学
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一种复合运动系统6自由度位置及速度的测量及算法
一种复合运动系统6自由度位置及速度的测量及算法
胡珂;王辉;朴丕龙;孙建波
【期刊名称】《工程机械》
【年(卷),期】2009(040)012
【摘要】采用坐标变换方式,分析复合运动系统的机械结构和空间位置的变化关系,求解出复合运动系统6自由度位置及速度的算法.依据此算法编制测量软件并通过位置传感器、计算机等硬件,实现复合运动系统任意时刻的运动姿态及相对大地坐标系的运动位置和速度的实时测量.该复合运动系统经中国计量科学院和美国API 公司联合检定,其位置测量精度达0.1mm,实际应用效果理想.这种测量手段和算法分析对多坐标加工中心、工业机器人及具有多个运动自由度设备的位置和速度测量均有借鉴作用.
【总页数】5页(P15-19)
【作者】胡珂;王辉;朴丕龙;孙建波
【作者单位】天津鼎成高新技术产业有限公司;天津鼎成高新技术产业有限公司;天津鼎成高新技术产业有限公司;天津鼎成高新技术产业有限公司
【正文语种】中文
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1.一种速度矢量和位置矢量分离估计的固定单站无源定位改进算法
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3.一种修正平面近场测量中探头位置误差的有效算法
4.六自由度多环并联机器人位置速度控制算法的分析与实现
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