轮式移动仿人机器人的动力学建模与分析

利用高效迭代牛顿-欧拉方法对一个21自由度的轮式移动仿人机器人进行了整体动力学建模,该模型虽然维数较高,但消除了分块建模中需要对模块之间相互作用力进行建模的难点问题,并且由于机器人双臂的对称结构,当合理规划双臂运动时,动力学模型将得到部分简化。本文还对某关节运动时在各个关节所产生的力或力矩进行了仿真分析。解析及仿真结果表明,合理规划上臂各关节的协调运动,将极大地削弱车体及腰部各关节所受的力或力矩扰动,为基于动力学的机器人运动控制以及稳定性分析提供理论依据。

月球机器人仿真中一种消除轮地交互误差的方法

利用虚拟现实技术虚拟出月球机器人在月面上的作业环境和作业过程,是提高机器人作业的安全系数和工作效率的一条有效途径。在3D重建得到的虚拟月面环境中,如果采用通常的单纯基于运动学(或者动力学)模型的仿真方法,对机器人的作业和运动进行虚拟,那么机器人与地形交互的过程中容易产生接触偏差。而且,随着仿真时间的推进,这种接触偏差会逐渐积累并不断增大,进而严重影响仿真测试的精度和效果。为了消除月球机器人仿真中的轮地交互误差,在分析误差来源的基础上,提出了基于运动学优化的解决方法。最后利用实际的虚拟现实仿真系统,验证了所提出方法的有效性。

塑料压力管道热板焊接接头瞬时应力有限元分析

基于热粘弹性积分型本构关系,考虑材料性能依赖于温度变化及相变潜热的影响,利用有限元软件ANSYS热-力耦合及载荷步功能模拟结晶型高密度聚乙烯塑料压力管道热板焊接过程。并对焊接接头的应力分布进行有限元分析,得到了环向、轴向及径向瞬态应力分布规律。采用盲孔法和锯切法测量焊后残余应力,实测结果与数值分析基本吻合。

高密度聚乙烯塑料压力管道热板焊接头应力分布有限元分析

基于热粘弹性积分型本构关系,考虑材料性能依赖于温度变化及相变潜热的影响,利用AN SYS热-力耦合及载荷步功能模拟结晶型高密度聚乙烯(HDPE)塑料压力管道热板焊接过程,并对焊接接头的应力分布进行有限元分析,得到了环向、轴向以及径向瞬态应力分布的基本规律。采用盲孔法和锯切法测量焊后残余应力,实测结果与数值分析基本符合

基于OpenGL的交会对接仿真系统

针对基于视觉的空间载体位姿测量很难进行真实实验的特点,提出了一种基于OpenG1的半物理仿真实验方法。该方法通过计算机图形学技术和计算机视觉技术的结合,能够直观、快速地模拟空间载体位姿测量过程。

基于3自由度并联机器人的船载炮6维运动模拟系统

本文系统基于3自由度并联机器人和3维图形仿真实现了空间6维运动的模拟，构造了一种3自由度并联机构来模拟船的3维转动，并给出了并联平台的运动学逆解，采用图形仿真虚拟作战环境，模拟船的3维移动，并分析了图形驱动原因。

三柔索吊床机构设计与运动学分析

研制了一种有重力约束的三索控制的柔索吊床机构来模拟船体海面上的运动。为了解三柔索吊床机构的运动特性 ,对其进行了运动学建模与仿真。仿真结果表明 ,台面倾角在 0°～ 30 0°变化时 ,台面不碰撞立柱 ,且柔索伸缩长度与台面倾斜角度接近于线性变化。本文所做的工作对吊床平台避免撞击立柱、缩小吊床立柱布置空间、提高空间利用率 ,以及为吊床的运动控制提供了理论依据

多水下机器人系统水动力计算的多线程实现

介绍多水下机器人(UUV)数字仿真平台的硬件结构以及单体UUV和多UUV系统的水动力计算流程,在此基础上利用Windows多线程技术实现多UUV的水动力计算,该方法已经用于多UUV数字仿真平台虚拟环境节点的设计中。系统仿真实验表明该方法设计的应用程序具有良好的执行效率和实时响应能力,为以后多UUV半物理仿真平台的水动力计算和实体多UUV系统水动力系数的验证奠定了基础。

自由表面上球形浮体的拖曳运动仿真与试验

浮体在自由表面上的拖曳是一种常见的拖曳形式,由于自由表面上物体的运动情况相当复杂,目前对这种拖曳系统的设计和分析一般采用试验的方法。通过理论分析,对球形浮体在自由表面上的匀速直线拖曳运动建立了数学模型,其中对缆绳的分析采用Ablow-Schechter提出的有限差分模型,对球形浮体的分析采用水动力系数法,整个耦合系统用有限差分方法求解。之后,在拖曳水池进行了试验,试验结果表明,这种方法在拖曳速度比较低的情况下能够模拟真实情况,可以用来指导拖曳系统设计。

回转器及其应用

叙述了在自动控制、仪器仪表、信号变换以及传感器信号采集与处理等电路中实现大时间常数的一种新方法。根据近代电工理论中的回转器原理 ,利用运算放大器及电阻、电容器件可以实现模拟电容和模拟电感。给出了理论计算与应用实例

数控自动编程专家系统

本文简要地介绍了数控自动编程专家系统.其中包括:专家系统知识表示的形式;分层次的黑板结构;前向推理求解策略和相应的解释功能;系统针对不同类型的曲线组合,采用不同的独立的知识源(KS)进行处理.由于在知识的处理上采用编码技术,在前向推理求解策略中使用启发信息和“剪技”技术,提高了系统的时空效率.系统中的规划程序能自动规划切削路径.输出供数控车床使用的 NC 代码,并可在显示屏上进行图形显示和切削仿真.目前原型系统已经在 IBM-PC 和 Sun3/60计算机上利用FORTRAN 语言实现.

知识表达语言(NFA)及其在石油测井解释专家系统中的应用

石油测井解释是一项逻辑推理和数值计算交错进行的复杂过程。为了描述测井解释专家的这种知识、经验并模拟其思维方式,在扩充纯产生式规则的基础上,我们开发了知识表达语言——NFA,它把逻辑推理和数值计算综合成统一的形式。石油测井解释专家系统 LIX 先后在 INTERDATA-85机和 PE-3230机上实现,现场(胜利油田)运行近两年,解释了130余口井,符合率94%以上。LIX 实质上是 NFA 语言的解释系统,它的研制成功,说明了 NFA 语言的有效性和实用性。

强流脉冲离子束辐照45钢表面热效应的模拟

以Fourier瞬态传热方程为基础,确定了强流脉冲离子束(HIPIB)热效应的基本传热方程,对靶材45钢进行不同能量参数的HIPIB辐照热效应的模拟计算.针对离子注入金属内部的情况,在模拟束流加载方式上分别采用体加载和面加载,比较了两种加载计算结果之间的差距.本算法的另一个改进就是在高能量辐照下,用单元死活法对蚀坑部分材料的消失进行模拟.结果表明,用单元死活法模拟单元的失效,更能符合HIPIB辐照金属表面热效应的蚀坑机制;单元死活法对靶材的升温过程没有明显影响,但对冷却阶段,可以显著提高模拟的精度.

基于Multi-Agent的生产过程建模与仿真技术研究

某些流程行业由于采用按配方进行分组加工的模式组织生产,在排产时存在多条路径调度优化的问题,应用一般的优化算法对于现场在线调度难以给出满意结果,而基于Agent的过程仿真在解决离散、非线性系统模拟方面有显著的优势,本文采用Agent的方法对生产过程建模,然后对方案组内的备选方案进行仿真,通过对比各方案的仿真结果找到最优的方案作为执行方案,为现场的优化排产提供决策支持。

裂隙/孔隙型弹性介质中地震波场模拟与叠前逆时偏移

With the development of oil/gas seismic exploration, seismic survey for fracture/porosity type reservoir is becoming more and more important. As for China, since it has over 60% store of low porosity and low permeability oil/gas reservoir, it’s more urgent to validly describe fracture/porosity type oil/gas trap and proposing the related, developed seismic technique. To achieve mapping fracture/porosity region and its development status, it demands profound understanding of seismic wave propagation discipline in complex fractured/pored media. Meanwhile, it has profound scientific significance and applied worth to study forward modeling of fracture/porosity type media and pre-stacked reverse time migration. Especially, pre-stacked reverse-time migration is the lead edge technique in the field of seismology and seismic exploration. In this paper, the author has summarized the meaning, history and the present state of numerical simulation of seismic propagation in fractured/pored media and seismic exploration of fractured/pored reservoirs. Extensive Dilatancy Anisotropy (EDA) model is selected as media object in this work. As to forward modeling, due to local limitation of solving spatial partial derivative when using finite-difference and finite-element method, the author turns to pseudo-spectral method (PSM), which is based on the global characteristic of Fourier transform to simulate three-component elastic wave-field. Artifact boundary effect reduction and simulation algorithm stability are also discussed in the work. The author has completed successfully forward modeling coding of elastic wave-field and numerical simulation of two-dimensional and three-dimensional EDA models with different symmetric axis. Seismic dynamic and kinematical properties of EDA media are analyzed from time slices and seismic records of wave propagation. As to pre-stacked reverse-time migration for elastic wave-field in fractured/pored media, based on the successful experience in forward modeling results with PSM, the author has studied pre-stacked reverse-time depth-domain migration technique using PSM of elastic wave-field in two dimensional EDA media induced by preferred fracture/pore distribution. At the same time, different image conditions will bring up what kind of migration result is detailed in this paper. The author has worded out software for pre-stacked reverse-time depth-domain migration of elastic wave-field in EDA media. After migration processing of a series of seismic shot gathers, influences to migration from different isotropic and anisotropy models are described in the paper. In summary, following creative research achievements are obtained:  Realizing two-dimensional and three-dimensional elastic wave-field modeling for fractured/pored media and related software has been completed.  Proposed pre-stacked reverse-time depth-domain migration technique using PSM of elastic wave-field.  Through analysis of the seismic dynamic and kinematical properties of EDA media, the author made a conclusion that collection of multi-component seismic data can provide important data basis for locating and describing the fracture/pore regions and their magnitudes and the preferred directions.  Pre-stacked reverse-time depth-domain migration technique has the ability to reconstruct complex geological object with steep formations and tilt fracture distribution. Neglecting seismic anisotropy induced by the preferred fracture/pore distribution, will lead to the disastrous imaging results.