Sensitivity Analysis of Dimensionless Parameters for Physical Simulation of Water-Flooding Reservoir

A numerical approach to optimize dimensionless parameters of water-flooding porous media flows is proposed based on the analysis of the sensitivity factor defined as the variation ration of a target function with respect to the variation of dimensionless parameters. A complete set of scaling criteria for water-flooding reservoir of five-spot well pattern case is derived from the 3-D governing equations, involving the gravitational force, the capillary force and the compressibility of water, oil and rock. By using this approach, we have estimated the influences of each dimensionless parameter on experimental results and thus sorted out the dominant ones with larger sensitivity factors ranging from10-4to10-0 .

船载综合信息显示系统半实物仿真设计与实现

针对船载综合信息显示系统在实体船舶内开发不方便的问题,提出了一种半实物仿真系统的设计与实现方法。结合"科学三号"海洋科学考察船的综合信息显示系统的设计和开发过程,从体系结构、信息流程和实现方法3个方面对半实物仿真系统的设计和实现过程进行了探索。实践结果表明,这种半实物仿真系统一方面可以为实际系统的体系结构、信息流程设计提供支持,另一方面可以为实际系统应用软件的开发提供较为真实的环境,有效的缩短开发时间和降低开发风险。

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。

基于并联机器人的船载炮半物理仿真试验系统研究

20世纪90年代以来，并联机器人被广为注意，成了机器人技术新的热点。并联机器人技术被广泛地应用在工业、航天、航海等领域，尤其是并联机床，佩一出现就引起了广泛的关注，被称为是“21世纪的机床”，“20世纪机床首次革命性改型”。为了提高船载炮射击训练效益，解决船载炮兵训练的保障问题，同时也为船载炮兵训练的保障工作探索新的路子，提出研制基于并联机器人的船载炮半物理仿真试验系统，使训练可以不受天气、场地的限制。本系统采用模拟船、操瞄炮等设备与计算机图形虚拟技术相结合的方式组成船载炮半物理仿真试验系统。系统既要虚拟船载炮的作战环境，又要实现船在海浪中的6维运动。采用3自由度并联机器人平台构建模拟船，实现船的3维转动；采用计算机仿真虚拟作战环境，并实现船的3维移动。本文介绍了整个系统的软硬件构成，硬件从三自由度并联机构的运动学到控制系统的结构，软件从形成虚拟视景的图形驱动原理到主程序界面，最后展示了系统的硬件实物和软件界面的照片。基于并联机器人的船载炮半物理仿真试验系统具有以下特点：1．采用变频调速技术，研制了三自由度并联机构模拟系统，实现了船炮平台的运动模拟，使系统具有负载能力强、成本低、性能可靠等特点。2.整个系统由计算机图形分系统、动态数据采集与处理分系统、船的运动模拟分系统等组成，实现了船载炮兵射击指挥和火炮操作的模拟训练。 3．应用了多传感器信息融合技术，实现了多信息实时处理，达到了实时仿真的要求。系统能够实时检测船姿态和火炮操作状态等信息，评价射击效果。4.采用三自由度的旋转模拟与图像三自由度的平移运动相结合的方法，实现了六自由度的炮目相对运动模拟效果。该系统可用于模拟炮兵部队实施渡海登陆作战，对岸防目标、海上目标射击和指挥训练。完成船载炮兵的火炮操瞄和射击指挥的教学、训练及考核任务。

一种欠驱动AUV的三维实时避碰方法

针对以测距声纳为避碰传感器的一类欠驱动型AUV，提出了一种水平面和垂直面相结合的三维实时避碰方法。根据测距声纳和欠驱动AUV 的特殊性，首先从运动规划和路径规划2 个层次提出了AUV 混合型实时避碰结构，并分别设计了基于事件反馈监控的避碰自动机和基于免疫遗传的局部路径规划算法。多种典型障碍场景的半物理仿真实验表明，论文所提方法能够实现AUV 安全、稳定的三维避碰过程。

一种自治水下机器人垂直面避碰规划方法

为提高自治水下机器人在垂直面跨越坡型、台阶型障碍的能力,提出了一种基于模糊控制的垂直面避碰规划方法。该方法以避碰声纳的输出作为输入,垂直面的深度调节量作为输出,直接建立了从障碍感知到避碰行为的映射。半物理仿真实验表明,该方法有效提高了某型自治水下机器人垂直面操纵性能,具有反应迅速、稳定性好、便于工程实现的优点。

基于混合灵敏度的水下机器人鲁棒控制研究

为了使水下机器人(AUV,autonomous underwater vehicle)在多环节不确定条件下满足水下作业时动力定位的控制精度要求,深入研究了混合灵敏度鲁棒控制中各加权函数的选取原则后,设计了基于混合灵敏度的 AUV 鲁棒控制器。通过 AUV 半物理仿真平台上的动力定位试验和控制算法对比试验,证明了所设计的鲁棒控制器对于水下机器人系统的外界扰动和参数变化不确定性具有良好的抑制作用,控制效果令人鼓舞。

基于数字海图的自主水下机器人路径规划研究

为了解决远程自主水下机器人(LAUV)路径规划问题,提出一种基于数字海图的路径规划算法.该算法对传统人工势场法进行了有效改进,克服了传统人工势场法固有的缺点和不足,可以用于LAUV离线和在线路径规划.其有效性已在半物理实时仿真平台上得到了验证.

7000米载人潜水器推进器故障容错控制分配研究

介绍了7000米载人潜水器推进系统的组成和推进器布置,描述了潜水器控制分配问题,对推进器推力和期望控制量进行了归一化处理.根据载人潜水器的推进器布置,建立了系统的控制分配模型,设计了推进器故障容错处理策略,研究了基于推力最小二范数的载人潜水器控制分配求解方法.采用基于伪逆矩阵与定点分配的混合控制分配求解算法,在半物理仿真平台上实验验证了控制分配求解算法的正确性和有效性.

基于SQP算法的7000m载人潜水器有约束非线性控制分配研究

以7000m载人潜水器为研究对象,分析了潜水器的推进系统,并给出了6自由度推力转换模型,重点讨论了载人潜水器控制分配的优化问题.结合7000m载人潜水器的推进器布置和推进器特点,设计了优化准则代价函数,采用序列二次规划(sequential quadratic programm ing,SQP)算法求解了载人潜水器的非线性控制分配问题,通过半物理仿真平台实验验证了本文提出的控制分配算法的正确性和有效性.yh

一类载人潜水器的导航技术研究

介绍了一类载人潜水器导航系统的组成,接着阐述了基于工业以太网的信息采集模块.由于载人潜水器动力学模型存在未建模扰动以及各种传感器存在不同程度的误差,需要采用卡尔曼滤波器(KF)等方法进行数据滤波,最后将滤波后的数据用于该类载人潜水器的导航研究.半物理仿真平台结果表明,载人潜水器的导航精度得到了大幅度提高.

载人潜水器及其运动控制

介绍了载人潜水器的构成及推进器的布置,在此基础上导出了载人潜水器的推力分配方程。阐述了载人潜水器的运动控制。最后,将运动控制系统在载人潜水器半物理仿真平台上进行了验证,运动控制效果良好。

Modeling and simulation of bulk gallium nitride power semiconductor devices

Bulk gallium nitride (GaN) power semiconductor devices are gaining significant interest in recent years, creating the need for technology computer aided design (TCAD) simulation to accurately model and optimize these devices. This paper comprehensively reviews and compares different GaN physical models and model parameters in the literature, and discusses the appropriate selection of these models and parameters for TCAD simulation. 2-D drift-diffusion semi-classical simulation is carried out for 2.6 kV and 3.7 kV bulk GaN vertical PN diodes. The simulated forward current-voltage and reverse breakdown characteristics are in good agreement with the measurement data even over a wide temperature range.