闵春平[1]2003年在《基于本体的跨领域虚拟样机技术研究》文中研究表明复杂跨领域产品的开发过程涉及诸多领域和学科，行之有效的方法是采用跨领域虚拟样机技术，其中跨领域的建模技术和自动建模机制是跨领域虚拟样机技术的两个关键问题。以此需求为背景，基于知识工程中的本体论方法，论文从跨领域统一建模的角度出发，应用组件技术，重点研究了基于本体的跨领域设计方法和建模技术。 论文研究了基于本体的跨领域设计方法。分析了跨领域虚拟样机技术对设计自动化的支持，通过对本体理论的探讨，可以基于本体理论实现较高程度的跨领域设计自动化。在此基础上提出了基于本体的跨领域设计方法，并论述了基于本体的跨领域集成技术，深入分析了跨领域组件技术和基于组件的多循环跨领域设计过程模型。 论文研究了跨领域虚拟样机本体建模语言。讨论了基于本体的跨领域设计方法对本体建模语言的需求，分析了现有的产品建模语言和本体建模语言，提出了基于本体的跨领域产品元模型建模技术，给出了跨领域虚拟样机本体建模语言VPOL的语法和语义。 考虑到设计过程动态演化的特点，在分析跨领域产品的内在结构及其与环境交互的基础上，提出了基于本体的可演化虚拟样机组件模型。可演化虚拟样机由可演化集成组件和可演化组件连接层次化复合而成，为跨领域产品设计过程提供了统一的数字化产品表达，较好地支持了演化的设计过程。同时可演化虚拟样机组件模型采用VPOL本体语言描述，为可演化虚拟样机组件的存储、检索、重用、设计自动化构筑了坚实的基础。 论文研究了跨领域行为建模与仿真技术，解决了跨领域集成仿真环境中多刚体系统的动力学建模问题。为了支持基于仿真的跨领域设计验证与设计优化，本文提出了一个扩展的广义基尔霍夫网络模型，解决了基于广义基尔霍夫网络的多刚体系统动力学建模问题，论述了多刚体系统动力学模型的VHDL-AMS描述方法，并基于LinearGraph理论实现了多刚体系统动力学方程的自动综合，从而有效地将多刚体系统融入到跨领域集成仿真环境中。 论文研究了基于本体的跨领域设计过程建模与管理问题。分析了跨领域设计自动化对任务建模与过程管理的需求，提出了基于本体的跨领域设计过程元模型建模方法，论述了设计任务的描述、组织及执行控制算法。通过将基于实例的推理与基于启发性知识的推理紧密地结合起来，在启发性推理过程中引入数值计算、数据检索和人机交互等机制，实现推理过程中对数值型属性的计算、检索功能，支持较高程度的设计自动化。
张峰[2]2015年在《航天产品性能样机分布式协同建模与仿真技术研究》文中提出大型复杂航天产品性能样机技术是当前具有挑战性和高难度的研究课题,成为工业和学术界的研究热点。它的设计通常由几百个单位参与论证、设计、制造、试验、使用、保障和管理。目前,由于性能样机的定量描述和建模理论与技术尚不成熟,以超声速飞航武器为代表的大型复杂航天产品面临着地面实验条件模拟难、指标要求高、综合集成性差、建模与仿真难度大、多类目标制导控制一体化优化设计技术等一系列关键技术需要解决。航天产品性能样机的研制是个多阶段全生命周期的设计过程,包含产品全生命周期内零部件及其设备的完整数字信息模型。而在现有环境条件下,不同子系统的设计建模、仿真与优化采用不同的设计方法,各学科领域模型之间具有不同的依赖关系,不同信息模型在语义层面需要一致表达方法。因此,本文重点研究复杂航天产品性能样机的分布式协同建模方法、协同仿真方法、协同仿真模型库的构建方法和协同仿真优化方法,并应用云计算等现代信息化综合集成技术,实现性能样机的分布式协同建模与仿真统一管理。主要体现在:(1)针对航天产品性能样机的定量描述和建模理论与技术尚不成熟等问题,系统性地提出了UMSLO(Unified-Modeling-Simulation-Library-Optimization)概念模型,并在UMSLO模型的基础上提出了四级性能样机的设计过程和协同建模方法。首先,在对性能样机协同设计仿真业务需求分析的基础上,结合本体建模方法,提出了一种基于本体元模型的性能样机协同概念建模方法。其次,根据所研究的基于本体的性能样机建模方法,给出了性能样机协同概念建模案例,并采用Protégé工具构建了性能样机的本体元模型库。最后,在分析性能样机协同建模流程的基础上,提出了一种基于对象Petri网的性能样机协同建模过程动态建模方法。给出了性能样机协同建模工作流模型的形式化定义以及协同概念建模、功能建模、仿真建模和优化建模设计单元的对象Petri网元模型。通过元模型输入输出接口动态描述性能样机协同建模与仿真过程。所构建的性能样机本体元模型库较好的解决了多学科产品模型的输出缺失和冗余信息的问题,可以显式地表达领域知识并促进不同领域之间概念的语义一致性,实现了UMSLO中的M子模型。(2)针对性能样机仿真系统中多领域元模型统一集成转换问题,在性能样机协同建模方法的基础上,提出了基于HLA(High Level Architecture)的数字性能样机协同仿真模型。首先,分析了领域本体元模型与联邦模型的映射方法。然后,对所构建的不同学科领域的本体元模型进行转换与集成,提出了本体元模型与HLA对象模型的转换方法。再次,在本体元模型集成方法的基础上,进一步实现了本体元模型与HLA对象模型的转换方法,通过本体元模型集成与转换案例分析了各学科领域本体概念匹配过程。最后,以所构建的性能样机模型为对象,将其六自由度元模型作为复杂系统的应用实例,进行超声速飞行器性能样机(Performance Digital Mock-Up of Hypersonic Vehicle,HV-PDMU)的建模,提出了HV-PDMU模型整体结构和HV-PDMU联邦仿真实现过程,并设计基于Pertri网的HLA仿真模型。所研究的模型减少了HLA仿真模型中冗余的数据传输、提高模型运行速度,解决了HLA仿真系统中多领域元模型统一集成转换问题,实现了UMSLO模型中的S子模型。(3)为了实现各学科仿真模型的有效积累和重用,运用数据库和元模型共享技术,建立可重用的仿真模型库,分析了性能样机协同仿真模型库的层次框架,划分为顶层系统仿真模型、领域主模型和元模型,并给出了性能样机协同仿真全生命周期数据共享技术,实现了UMSLO模型中的L子模型。(4)针对性能样机协同建模与仿真过程中的多学科耦合与多目标优化问题,引入混合软计算方法,提出了性能样机多学科协同仿真优化模型。首先,在分析了性能样机多学科协同设计与优化建模方法的基础上,构建了超声速飞行器性能样机不同学科之间的数据分析关系与耦合关系表达模型。然后,在多目标优化遗传算法和粒子群算法的基础上,提出了多目标粒子群遗传混合优化算法(Multi-objective Particle Swarm Optimization-Genetic Algorithm,MOPSOGA),在构建的性能样机模型和HV-PDMU模型的基础上,应用MOPSOGA算法,对性能样机气动推进一体化、外形气动一体化以及HLA仿真系统的可靠性指标分配进行了多目标优化设计。所提出的算法能够在设计候选解中求得Pareto优化解,较好的实现了性能样机多学科中的元模型性能目标综合优化与方案评价,实现了UMSLO中的O子模型。(5)针对性能样机全生命周期协同建模与仿真过程中管理系统综合集成性差的问题,构建了性能样机协同建模与仿真原型系统。首先,在分析系统总体结构设计的基础上,对建模任务管理功能需求、建模流程管理功能需求、模型设计管理功能需求、产品本体库管理功能需求、协同仿真管理功能需求和协同建模系统平台管理功能需求进行了分析与设计。然后,建立了原型系统的数据库概念模型和物理模型。所构建的平台较好地解决了性能样机全生命周期统一建模与仿真以及不同人员、不同工具、不同算法、不同描述语言下的耦合建模、联合仿真问题,实现了UMSLO中的U子模型。以上所提方法的有效性均通过winged-cone高超声速概念飞行器应用实例进行了验证。
贾美薇[3]2015年在《面向设计与分析集成的复杂机械系统产品信息模型研究》文中认为在复杂机械产品的研发中,往往需要在设计阶段采用“设计-仿真-再设计”的闭环设计方法,以提高研发效率,并获得更轻便可靠的产品结构。其中,需要进行CAD建模和CAE仿真两个重要环节。CAD软件偏重产品的二维和叁维建模；CAE仿真通常由两个或两个以上分析子系统组成,例如动力学分析、强度分析、疲劳分析、安全性分析、人机工程学分析等。需要不同的CAE子系统之间进行协作分析,但各子系统间往往是相对独立的,用不同的分析工具进行建模和仿真,再将分析结果和修改建议反馈给设计模型,用于设计修改。但是,由于不同工程分析领域的信息存在不一致性,所以产生了隔离的信息模型孤岛,系统级的分析集成协作难以实现,尤其是当模型复杂和所涉及的仿真子系统比较多的时候。目前对于设计与分析集成方面的研究,缺乏面向全局性能分析的集成信息模型。本论文在分析、总结前人研究工作和成果的基础上,对面向设计与分析集成的复杂机械系统产品信息模型进行了研究,提出了基于多描述架构的设计与分析集成信息模型和产品全息模型,主要研究工作和成果如下：(1)分析了产品模型和分析模型的表达,CAD信息源及CAE信息需求之间的数据模型差距；以复杂机械系统--铲运机的设计为例,阐述了其CAE(动力学、强度、疲劳、人机工程学和安全性)分析过程中所涉及的信息模型,对现有设计与分析集成中存在的问题进行了剖析,给出了当前设计与分析集成中存在的问题,以及复杂机电产品数字化研究中存在的挑战与难点。(2)针对铲运机研发以及复杂机电产品研发中存在的数据模型问题,扩展了现有MBD数据集,提出了适用于复杂机械系统设计与分析全方位集成的全息模型,即扩展CAD数据模型,此模型是指导设计与分析集成的主模型,描述复杂机械系统有关的所有信息。(3)提出了基于多描述架构MRA的设计与分析集成信息模型DACM,它不仅是设计与分析工具之间的集成,更是在语义上的集成。并提出了采用多模型映射的方法,将产品全息模型信息映射到各子分析系统中。创建了复杂机械系统从概念设计到施工设计过程中,设计模型与主要分析模型(动力学、FEA、疲劳分析)之间的信息框架模型及信息传递路线。(4)以某型号铲运机的设计为例,进行了基于多描述架构的设计与分析集成信息模型研究,阐述了面向整机性能的铲运机设计与分析思路。验证了所提出的信息模型框架和信息传递过程。并以工作装置的具体设计为实例,采用现有的商业软件,详细解释了采用所提出的信息集成模型进行设计与分析集成的过程,实现了基于MRA的语义集成框架。(5)提出了面向整机性能的铲运机设计与分析集成研发体系。基于自顶向下和面向驱动设计的虚拟样机理念,将铲运机的整机性能设计、面向多体动力学的性能分析和仿真、整机装配及总参数校验与铲运机各个子系统有机结合起来,形成了一个全新的铲运机创新设计研发体系。(6)给出了系统开发框架及实现技术,通过二次开发的方式,基于CAXA、 CAXA-Vehicle和Simpack编制集成原型系统,开发了一个简单实例,实现了基于MRA的铲运机工作装置CAD/CAE集成原型系统。(7)采用本体论的方法,对面向以上信息框架和广义CAD数据模型的本体描述进行了探讨。重点针对叁维建模与机械多体动力学的集成部分,在主模型的基础上,探讨了复杂机械系统设计与分析集成化交互模型及操作技术和实现技术。通过上述研究,建立了基于多描述架构的设计与分析集成信息模型和产品全息模型,并以复杂复杂机械系统--铲运机的设计与分析为例,验证了该信息集成模型的可行性。
许红静[4]2007年在《复杂产品数字样机集成分析建模方法研究》文中研究表明数字化设计技术的发展,促进了从传统的“基于经验和试制试验驱动设计”的开发手段向“基于组织知识和分析驱动设计”的研发体系转变,集成化、智能化、参数化是数字样机技术发展的重要趋势。复杂产品多学科分析、协同优化、生命周期多阶段性能分析,以及设计过程中基于知识组织、管理及重用等问题,对设计理论方法、集成分析建模方法提出了新的要求。本文针对上述问题,开展了研究与探索,研究内容和成果主要体现在以下几方面。1.提出了基于数字样机的复杂产品集成分析方法体系,对集成分析方法基本概念、技术框架、信息模型和形式化表示进行了多角度研究,研究了以数字样机建模方法、构件化分析、多学科协同优化和多阶段性能分析为核心的综合分析方法,建立了实现多层次多学科多阶段的分析过程的信息、知识以及过程表示的基础理论。2.研究分析了本体论关于知识组织与管理的特点,通过对本体类、属性和关系等要素定义,构建了集成分析方法本体模型框架,提出了基于本体的数字样机建模方法,为集成分析的实现奠定了知识表示、组织与重用等实现方法的基础。3.提出了以参数驱动为特征、可重用的构件化分析方法。以分析元作为分析知识、模型和信息等相关内容的基本组织方式,以分析树作为分析元层次结构及相互关系的组织方式,对构件化分析的基本机制、实现过程、关键技术和任务规划相关内容进行研究,形成了复杂产品分析过程参数化驱动模型和过程规划的理论方法。4.研究并提出了构件化分析与多学科协同优化建模的映射方法。该方法以分析元作为优化的基本单元,复杂产品多学科多层次分析元的性能目标作为优化约束,有效集成和利用各领域成熟的分析软件,建立分析元优化、领域优化和产品优化的多层次优化模型,实现各领域、各层次对信息和资源的共享,为协调处理各种耦合和冲突,实现多学科的协同优化设计提供了模型映射方法。5.研究面向产品生命周期多阶段的性能分析问题,并建立构件化分析与多阶段分析建模的映射方法。分析产品生命周期多阶段数字样机演化规律,将其分解为分析元的构成要素变化,建立描述产品全生命周期各类信息的产品模型组织方法。通过分析元的演化和重构,实现产品生命周期多阶段性能的分析与评估。本文着重研究水电机组主轴设计数字样机向加工数字样机的建模与实现过程,二者分析结果的差异性证明了多阶段性能分析的必要性。在以上基本理论的研究基础上,本文以水电机组作为复杂产品的具体结合对象,构建其典型产品的分析树和分析元,实现分析任务规划、构件化分析、多学科协同优化和多阶段性能分析等方法在水电机组设计开发中的应用,充分验证集成分析建模方法在复杂产品设计开发过程中的实用性和技术可行性,有效地提高了企业设计开发能力,显着地降低了成本,缩短了设计周期。
刘钡钡[5]2016年在《基于知识集成的直升机维修性评价方法研究》文中研究表明在面向维修性的直升机设计中,数字化维修性评价是核心方法。当前,直升机数字化维修性评价不能跨领域、一致地共享直升机设计知识,不能高效、优化地建模维修过程,不能系统、有效地评价在研直升机的维修性水平。这些问题导致不能高效建立精准的维修性仿真模型,无法全面提高在研直升机的维修性。为解决上述问题,提出基于知识集成的直升机维修性评价模式,集成建模直升机多领域设计知识,构造支持维修过程建模的人体智能体,建立直升机维修性多层级综合评价模型;从而提高直升机维修性评价系统的知识管理水平、维修过程建模效率和维修性精准评价能力。主要研究成果如下:1)研究基于知识集成的人机协同智能化设计方法,提出基于知识集成的直升机维修性评价模式。多设计主体,即计算机系统和多领域设计人员,能够基于知识集成共享空间、协同建模直升机维修性仿真模型。2)研究直升机多领域设计知识集成建模理论和自适应共享机制,提出直升机多领域设计知识集成建模框架,构建基于知识集成的直升机虚拟维修样机。基于该样机,实现面向任务和角色的知识共享,支持多设计主体全面、准确地认知在研直升机。3)研究虚拟维修中人体模型智能感知原理、知识推理机制和动作优化方法,建立“SmartRepairman”人体智能体;研究虚拟手智能驱动,自适应上肢姿态预测和维修工具优化配置等使能技术,实现人体智能体高效优化建模维修过程。4)研究直升机多层级对象的维修性及其指标的关联机理,构建直升机维修性评价指标体系,建立直升机维修性多层级综合评价模型,能够在各层级准确度量直升机维修性评价指标,系统、有效评价在研直升机各层级对象的维修性。在理论和技术研究基础上,开发直升机维修性评价系统。系统由界面层、工具层、知识管理层和支持层组成;提供直升机维修性评价全过程的应用功能支持和知识管理服务。该系统已应用于某型直升机研制中,提高了直升机维修性水平。以该直升机传动系统的维修性评价为例,介绍维修性评价系统的使用流程和应用效果;与基于原型机的维修性评定结果进行对比,验证了方法的有效性。
杜湘瑜[6]2005年在《基于综合集成的虚拟样机测试与评估理论和方法研究》文中认为虚拟样机测试与评估(Virtual Prototyping Test and Evaluation, VPT&E)是虚拟采办的重要子过程。随着武器系统复杂性的提高,传统的测试与评估(Test and Evaluation, T&E)方法已经不能满足新时期采办的需求。针对当前T&E过程中存在问题开展深入研究,对改进采办过程,提高采办效率具有重要意义,因此成为采办和建模与仿真(Modeling and Simlation, M&S)领域的前沿性研究方向。 论文从复杂系统的观点认识和分析VPT&E过程,将综合集成作为解决其中问题的指导方法,将仿真提供的定量分析能力和专家研讨提供的定性分析能力有机结合,提出了基于综合集成的VPT&E的新思想。围绕这一主题,论文从理论、方法和实现叁个方面对基于综合集成的VPT&E进行了系统的研究。 论文首先从VPT&E的特点和需求角度出发,深入分析了定性与定量综合集成相关概念,建立了概念框架和技术框架,为后续理论和方法研究提供高层概念视图和技术参考依据。 体系结构和过程模型上的缺陷是当前阻碍T&E顺利开展的重要原因之一,也是国内外在VPT&E领域的研究重点。论文在对当前典型的T&E环境、综合集成研讨厅等参考体系结构归纳评述的基础上,围绕基于综合集成的VPT&E环境体系结构需求,从运作、系统和技术叁个层面给出了体系结构系统化描述,并利用Agent技术提高体系结构的性能和可实现性,将仿真提供的定量资源和专家研讨的定性资源在统一的框架下进行合理、有效的综合集成,解决了当前T&E体系结构中存在的“烟囱式”的构建缺陷。 T&E过程的复杂性是造成过程模型描述困难的重要因素之一。论文在对VPT&E过程原理分析的基础上,提出了基于综合集成的VPT&E过程模型的叁个视图:循环路径、数据关系和抽象层次。提出了基于组件和规则的过程模型描述体系,将信息处理单元(IPU)作为基本组件,把叁个视图在统一的框架下进行描述,有效地解决了过程复杂性和描述精确性之间的矛盾。 在方法研究上,论文围绕综合集成技术的两个关键问题开展工作:综合集成需要哪些知识?怎样将这些知识进行综合集成? 当前的综合集成方法研究往往停留在框架和方法的讨论上,知识内容级的综合集成是综合集成方法研究中的难点。以专家意见为表现形式的定性评估知识是VPT&E的重要资源,建立合理的专家意见模型是综合集成的前提和基础。本文通过建立层次化专家意见模型(EOM),将专家意见的建模过程理解为定性知识的量化过程,详细描述了各层的构成和功能特点以及各层之间的映射关系。提出了基于Agent的本体空间关联方法和基于相似度计算的任务知识集成方法,实现了基于EOM的专家意见综合集成。 基于综合集成的VPT&E过程是一个在模糊的定性领域和精确的数学王国之间的循环。在这一循环过程中涉及大量以自然语言描述的定性变量和以数字特征描述的定量变
何丽[7]2013年在《支持复杂产品快速设计的网络化零件资源库系统研究》文中进行了进一步梳理产品快速设计技术正朝着数字化、模块化、参数化及网络协同化方向发展，其核心是对现有设计资源进行优化和重组来获得满足市场需求的产品，设计资源共享和重用是实现产品快速设计的根本保证。而复杂产品是指零部件数量大、结构复杂、制造装配所需资源非常多的一类产品，故在云制造环境下，复杂产品设计制造企业实施快速设计的关键在于合理地利用网络化、集成化的信息管理系统，有效地组织、管理及重用企业内部及外部的零部件设计与制造资源。本文从框架体系、关键技术和系统开发应用这叁个层次上深入探究了支持复杂产品快速设计的网络化零件资源库的若干关键技术，并以此为基础开发了原型系统，且将其接入云平台中进行应用。全文的主要研究内容如下：（1）研究了支持复杂产品快速设计的零件资源库的特点及框架体系。对系统的应用模式及功能需求进行了分析，并依此设计了系统的主要功能模块和总体架构；而后从目标层、方法层和支撑技术层建立了网络化零件资源库研发的关键技术体系。（2）对零件资源库本体的建模方法、表达方式及存储模式进行了研究。首先探讨了零件库标准、零件库信息模型、PLIB本体及其标准元模型，通过在描述层引入特征本体和增加操作层的扩展建模机制对PLIB标准元模型进行了扩展，并在此基础上建立了基于元模型的零件资源库本体模型；选用了OWL来形式化描述零件资源库本体，且为更合理高效地对其进行存储和管理，经分析OWL构成词及零件资源库本体组织特征后提出了一种基于关系数据库混合存储模式的大规模OWL本体存储方法。（3）主要研究了构建网络化零件资源集成库的叁个最重要关键技术。首先针对标准化、通用化程度较高的零件资源建立了面向领域的通用分类模式，并在平行编码方案的基础上建立适应于该分类模式的多级、多层次的柔性编码结构模型；其次，给出了零件资源初始本体库建立及其动态扩展方法，并结合逆向工程的思想，提出了从已有的异构零件CAD模型资源中提取零件资源库本体的框架和方法，以自动完成零件资源集成库的动态扩充；最后，通过分析以XML文档存储的零件资源数据细节层次，提出了一种基于XML-XSLT的零件资源库细粒度访问控制方法，以实现零件资源数据及操作的精细化控制、满足网络化系统实用化的信息安全需求。（4）针对网络环境下零件资源库分布异构和自治的特点，提出了分布异构零件资源库的集成及应用框架；研究了本体驱动的分布式零件资源库集成模式以及局部/本地零件资源库的构建方法，以及与集成库之间的自动集成算法；同时，引入WEB服务技术来实现分布异构零件库资源的松散耦合虚拟集成，重点分析了零件库资源的服务接口封装方法及其应用过程；最后给出了系统中零件资源的叁种检索方式：分类导航查询、关键词查询及语义组合查询，并提出了基于零件资源重用及产品族通用结构模型的复杂产品快速设计方法及应用过程。（5）在上述研究理论和关键技术的基础上，综合利用网络环境下的异构叁维CAD软件的二次开发技术及Web2.0、ASP.NET、ADO.NET、AJAX、Web3D等先进的网络技术，并利用快速开发工具开发出了原型系统，给出了系统运行的软硬件环境及主要功能模块的实现过程及实例；最后，将网络化零件资源库系统以行业云服务的形式接入云计算平台，并将其应用于大型风力发电机组、节能抽油机等复杂产品的快速设计过程中，进而验证了文中所提出理论、方法及已研发系统的可行性。
田娟[8]2012年在《基于虚拟样机技术的移动机器人越障性能研究》文中指出本论文首先对移动机器人的分类进行了简单介绍，分别指出了轮式（单轮式、双轮式、四轮式）、腿式、复合式（轮腿复合式、轮腿履复合式）等各种不同构型的移动机器人的优缺点，进而介绍了各种移动机器人在国内外的发展状况、研究成果以及应用前景；较系统地对虚拟样机技术的概念，以及其在产品开发中的优越性进行了阐述，并对虚拟样机应用软件中的ADAMS进行了详细的分析介绍，说明了它在机械系统动力学仿真技术中的广泛应用能力。然后完成了移动机器人的总体方案设计和机械本体设计。通过分析、比较国内外各种移动机器人的移动方案，本论文提出了一种轮腿结合、独立驱动的移动机构方案。该机器人结构设计系统能够满足预期的设计要求，并初步实现了预期所要具备的功能。可应用于室内结构环境和室外非结构环境中，如侦察、探测、反恐、排爆等危险作业。通过UG叁维建模软件对该机器人进行叁维实体结构建模，运用虚拟样机软件ADAMS，采用牛顿欧拉法，对处于几种典型路况下的移动机器人建立了动力学模型。针对抽象出的含有特殊障碍的不同地形，对机器人平地行走、爬坡、跨沟、翻越凸台等越障运动进行了仿真，并分别进行了机器人爬坡、越沟等多种障碍路况的仿真试验。通过对机器人越障能力与驱动力的数据分析对比，找到二者之间的关系；通过对机器人主要运行状态和运动稳定性的分析，找到了机器人爬坡时的最佳运动模式；通过分析机器人在其他障碍路况的运行情况，说明该轮腿复合式移动机器人具有一定的越障能力，从而验证了该机器人的结构设计满足课题要求的设计目标，能够实现预期的基本越障功能，同时也为进一步分析机器人在其他不同路况运动的动态特性提供了理论依据。
王政[9]2005年在《基于交互驱动的虚拟样机动力学建模技术研究与应用》文中研究表明在产品开发中，由于物理样机的成本较高，为了保证方案的可靠性及早期得到不同分系统集成的关系，可采用计算机辅助的方法。在最简单的情况下，借助渲染利用几何数据，可以产生产品的逼真效果图。利用数字虚拟样机，将产生能用此方式评价的叁维模型。这种数字表示方法也可用来模拟空间大小、干涉及功能关系。数字样机的内容不仅仅涉及几何信息，而且虚拟现实系统还提供了人机交互存储现实叁维场景的工具，在计算机内成像，使观察者可以评价复杂的图像场景。除了虚拟叁维空间的导航功能和交互修补外，虚拟现实系统存在着考虑干涉、计算模型或运动模型等物理边界条件的可能性。而且，虚拟样机集成了关于信息建模、实时感知和多通道交互等方面的研究成果，覆盖了产品从设计、工作性能分析、零部件加工、装配到使用等环节，为产品创新开发提供了直接的叁维界面和虚拟测试平台。 本文同绕上述领域，在面向产品创新开发的虚拟设计平台研究中，针对虚拟样机动力学求解器的软件实现，在以下方面进行重点研究： (1) 在虚拟样机核心仿真模型构建中，提出了由机械系统CAD模型建立面向领域行为模型的方法。机械系统内部约束基于CAD描述，构件间的关联通过图论表达，在软件实现时，基于构件的交互端口建立行为模型，由CAD模型推导出的3D机构图表达了系统中的能量流，而CAD模型和组件行为参数化的同时，也保证了两者的一致性。在软件组件中，封装了设计信息、行为模型及其内部关系，对其实例化后，以端口连接配置复杂系统，并创建系统层仿真模型。 (2) 在扩展ODE求解器进行机械系统运动表达的过程中，通过使用递推计算获得复杂度o(n)的相对坐标表达模型，并进一步论述了Lagrange乘子确定、数字漂移的多准则优化控制策略。对于冗余约束和一致性运动驱动问题，提出了基于QR分解策略以高效消除冗余约束，获得一致性的方法。最后，对具有离散拓扑变换的机械系统仿真实时性问题进行了讨论。 (3) 在虚拟样机动力学分析中，对施加的外部力／力矩的属性进行了分析，实现了力／力矩隐喻(metaphor)工具的直观定义，并基于多刚体动力学模型，提出了直观驱动的交互仿真方法。最后，通过对汽车发动机曲柄活塞部分的建模仿真实例论证了该方法的有效性，以及隐喻工具的直观性。 (4) 在机械系统虚拟样机运动仿真中，通常需要对单侧有摩擦非贯穿约束建立动力学模型，这一过程通常很困难。而基于传统刚体模型的非贯穿约束，
姜亮[10]2009年在《基于语义网技术的机械设计方法和技术研究》文中提出随着人工智能和互联网技术不断交叉融合,第叁代万维网—语义网及其相关技术正迅猛发展并日渐成熟。语义网技术的主旨在于实现跨平台跨系统的知识共享、知识重用、互操作,并最终实现信息、知识自动处理和应用。当前,生物医疗、地理信息、图书情报等各领域正积极开展语义网技术的应用研究。语义网技术在机械设计领域中的应用研究也已起步并逐渐成为研究热点。然而,目前基于语义网技术的机械设计研究主要集中在设计知识共享、设计知识重用以及跨平台互操作等知识集成方面,对基于语义网技术的机械设计方法和设计信息自动处理等方面却鲜有研究涉足。在国家自然科学基金项目“面向中小企业的基于CAD知识和工程语义的设计知识重用研究”的支持下,本文就语义网技术对机械设计中的创新设计、变型设计、详细设计的支持方式和方法进行了研究,主要工作如下:在对现存本体构建方法进行全面综述的基础上,参考其他领域本体构建方法,总结归纳出一种较全面的领域本体构建方法。其中提出的针对典型应用中间扩展本体建模法,可使本体在任何进化阶段都保证完整地回答一部分能力问题。提出的体现本体建模原则强一致弱耦合的分而治之本体建模法,可解决一次性构建大本体本体承诺过多,不利于重用的难题。并以需求设计本体的构建为例,对此方法进行了实例分析。在创新设计方面,根据技术创新理论TRIZ的重要发现.跨领域重用创新知识和经验可提高技术创新的等级,以TRIZ理论的冲突矩阵为基础,构建了可跨领域统一描述技术创新案例创新本质的语言—技术创新本体,并提出基于本体的技术冲突解决方法,给出基于本体的技术冲突解决流程。此方法可跨领域检索、共享创新本质相似的创新案例,并以相似案例辅助克服传统冲突矩阵的两个应用瓶颈:具体技术冲突标准化和标准解具体化。在变型设计方面,针对基于范例推理方法所面临的主要问题:范例表示和范例修改,提出一种基于领域CBR本体的范例表示和范例修改方法。该方法引入本体表示范例,提高了范例库的共享性、重用性;明确定义范例特征之间的关系,精确了范例的内容意义;本体的一致性检查,确保了范例的有效性。添加范例特征意图项指导范例修正,使范例修正在对范例特征意图明确的基础上进行,可避免源范例原已避开的错误,提高范例修正的成功率。在详细设计方面,共做了两方面探讨:基于隐含知识的技术文档检索和基于本体和MAS的文档知识自动应用。首先,提出“以隐含知识作为检索对象检索出的技术文档同样具有参考价值”的思想,并基于此提出基于本体的技术文档隐含知识检索框架。应用SWRL规则对本体实例知识库中对应技术文档的显式知识进行推理扩展,得出隐含知识作为语义检索的检索对象检索技术文档,提高了语义检索的查全率。其次,借鉴语义网架构思想,提出由计算机基于文档内容含义查找所需文档片段,读懂文档片段所含知识并自动予以应用的基于本体和MAS的机械设计智能文档框架。从标注对象和插入语义信息两个维度给出实现智能文档框架所需的细粒度语义标注的基本特征。接着提出实现智能文档框架必须针对不同知识类型采取不同标注策略的思想。在此基础上,提出了符合FIPA(Foundation for Intelligent Physical Agents)智能Agent参考模型标准的基于本体和MAS的机械设计智能文档框架,并介绍了框架的主要组成部分以及各自功能:一个Agent平台、四个Agent社会以及机械设计本体库。最后对该框架在语义标注、语义检索、文档知识自动应用叁个方面进行应用分析。以上述各方法为单元技术,提出了可对创新设计、变型设计、详细设计进行全面支持的基于语义网技术机械设计集成系统框架,并对框架的组成部分和实现方案进行了阐述。以斗轮挖掘机的设计为例,给出了上述各方法的实例分析,验证了语义网技术在机械设计中应用的可行性。最后,总结了全文的主要研究成果及创新点,并给出了未来的研究方向。
参考文献：
[1]. 基于本体的跨领域虚拟样机技术研究[D]. 闵春平. 国防科学技术大学. 2003
[2]. 航天产品性能样机分布式协同建模与仿真技术研究[D]. 张峰. 西北工业大学. 2015
[3]. 面向设计与分析集成的复杂机械系统产品信息模型研究[D]. 贾美薇. 西南交通大学. 2015
[4]. 复杂产品数字样机集成分析建模方法研究[D]. 许红静. 天津大学. 2007
[5]. 基于知识集成的直升机维修性评价方法研究[D]. 刘钡钡. 清华大学. 2016
[6]. 基于综合集成的虚拟样机测试与评估理论和方法研究[D]. 杜湘瑜. 国防科学技术大学. 2005
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