一種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，包括水翼系統(tǒng)、六自由度穩(wěn)定平臺(tái)、航姿參考系統(tǒng)、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元、水翼雙體船干擾模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)。通過水翼雙體船干擾模擬單元模擬外界干擾信息和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元采集船體的運(yùn)動(dòng)信息，并將信息傳遞給水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水翼雙體船在復(fù)雜水面環(huán)境下的多自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模擬。基于本發(fā)明的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，能夠更全面、真實(shí)地反映水翼雙體船的動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)水翼雙體船在復(fù)雜水面環(huán)境下的多自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬。
【專利說明】
一種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種船舶的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，尤其涉及一種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水翼雙體船是一種集高速雙體船和水翼船優(yōu)點(diǎn)于一身的全新概念的復(fù)合型高性能船，具有兩個(gè)片體，片體間用甲板和水翼連接起來。由于水翼雙體船獨(dú)特的水翼和雙體結(jié)構(gòu)，水翼雙體船在翼航航行狀態(tài)時(shí)不具備自穩(wěn)性，因此需要設(shè)計(jì)專用的水翼控制系統(tǒng)來保持水翼雙體船翼航狀態(tài)時(shí)的航行穩(wěn)定性與抗變換性。在實(shí)際的水翼雙體船控制系統(tǒng)研制過程中，不但要研究具體控制算法而且還要收集水翼雙體船在各種海況中航行的實(shí)際數(shù)據(jù)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，用來評(píng)價(jià)控制性能，為了比較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)控制性能還要進(jìn)行一系列的海上試驗(yàn)，這樣非常消耗財(cái)力、物力、人力和時(shí)間。因此就出現(xiàn)了一種水翼雙體船運(yùn)動(dòng)半物理仿真系統(tǒng)作為水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的陸上試驗(yàn)基地，可以起到減少海試時(shí)間，降低開發(fā)成本等作用?，F(xiàn)有的水翼船半實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)僅能分析和模擬水翼雙體船的縱向運(yùn)動(dòng)，對(duì)于水翼雙體船的橫向運(yùn)動(dòng)和機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)時(shí)的復(fù)雜耦合特性無法模擬。因此需要設(shè)計(jì)更為先進(jìn)的半實(shí)物仿真系統(tǒng)來對(duì)復(fù)雜的水翼雙體船運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述問題，本發(fā)明提供了一種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其能夠分析和模擬水翼雙體船在復(fù)雜水面情況下的多自由度運(yùn)動(dòng)，包括船體的縱搖、升沉、艏搖、橫搖、回轉(zhuǎn)以及橫傾等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。從而達(dá)到減少海試時(shí)間、加快研發(fā)進(jìn)程和降低開發(fā)成本的目的。
[0004]—種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，包括包括水翼系統(tǒng)、六自由度穩(wěn)定平臺(tái)、航姿參考系統(tǒng)、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元、水翼雙體船干擾模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)；
[0005]其中，
[0006]所述水翼系統(tǒng)設(shè)置于所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)上；
[0007]所述航姿參考系統(tǒng)安裝于所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的幾何中心，用以檢測(cè)所述水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；
[0008]所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元用于采集所述航姿參考系統(tǒng)檢測(cè)到的所述水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；
[0009]所述水翼雙體船干擾模擬單元用于模擬流體干擾信息，并驅(qū)動(dòng)所述水翼系統(tǒng)做受擾運(yùn)動(dòng)；
[0010]所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元用于接收所述水翼雙體船干擾模擬單元輸出的流體干擾信息，并實(shí)時(shí)計(jì)算水翼系統(tǒng)的水翼受力和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；
[0011]所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元分別與所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元和所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元相連；
[0012]所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)用于生成模擬水翼雙體船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的圖像信息。
[0013]進(jìn)一步地，所述水翼系統(tǒng)包括水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體、水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)、水翼系統(tǒng)伺服控制單元和連接機(jī)構(gòu)，所述水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體通過所述連接機(jī)構(gòu)與水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)、水翼系統(tǒng)伺服控制單元相連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體包括片體和以下多個(gè)襟尾翼:前水翼左襟尾翼、前水翼右襟尾翼、后水翼左一襟尾翼、后水翼左二襟尾翼、后水翼右一襟尾翼和后水翼右二襟尾翼。
[0015]進(jìn)一步地，所述水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)包括多個(gè)水翼水動(dòng)力子加載系統(tǒng)，水翼系統(tǒng)伺服控制單元包括多個(gè)水翼系統(tǒng)子伺服控制單元，每個(gè)所述襟尾翼均設(shè)置有水翼水動(dòng)力子加載系統(tǒng)和水翼系統(tǒng)子伺服控制單兀。
[0016]進(jìn)一步地，所述連接機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和信息傳遞機(jī)構(gòu)。
[0017]進(jìn)一步地，所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元包括信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)和控制器，所述信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)用于將水翼雙體船的姿態(tài)信息解算生成姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述控制器接收所述姿態(tài)數(shù)據(jù)并將其生成對(duì)應(yīng)的控制力和控制力矩。
[0018]進(jìn)一步地，所述信息調(diào)理系統(tǒng)為基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的信息調(diào)理系統(tǒng)。
[0019]進(jìn)一步地，所述控制器為PC-104實(shí)時(shí)控制器。
[0020]進(jìn)一步地，所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)包括轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，所述水翼系統(tǒng)設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上。
[0021]更進(jìn)一步地，還包括水翼雙體船虛擬仿真客戶端，所述水翼雙體船虛擬仿真客戶端與所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)相連接，用于接收所述水翼雙體船干擾模擬單元生成的干擾信息并對(duì)水翼雙體船進(jìn)行虛擬仿真。
[0022]本發(fā)明的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，包括通過通信協(xié)議連接的以下多個(gè)子系統(tǒng):水翼系統(tǒng)、六自由度穩(wěn)定平臺(tái)、航姿參考系統(tǒng)、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元、水翼雙體船干擾模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)。水翼系統(tǒng)安裝于六自由度未定平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)利用水翼雙體船干擾模擬單元生成的海浪干擾信息驅(qū)動(dòng)水翼系統(tǒng)做受擾運(yùn)動(dòng)，從而模擬出水翼雙體船在海面的運(yùn)動(dòng)情況。水翼雙體船干擾模擬單元生成海浪干擾信息后將信息傳輸至水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元，水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元對(duì)水翼雙體船的水翼受力和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，然后將水翼受力信息傳輸至水翼水動(dòng)力學(xué)加載系統(tǒng)，將姿態(tài)傳輸至六自由度穩(wěn)定平臺(tái)，從而模擬出水翼雙體船的海面運(yùn)動(dòng)情況。與此同時(shí)，安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上的航姿參考系統(tǒng)收集轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息，反饋至水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集水翼系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息并反饋至水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元將該實(shí)時(shí)姿態(tài)信息和實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息解析生成相應(yīng)的控制力和力矩的輸出，用于控制水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)掩飾系統(tǒng)將生成的水翼雙體船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的圖像信息顯示出來?；诒景l(fā)明的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，能夠更全面、真實(shí)地反映水翼雙體船的動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)水翼雙體船在復(fù)雜水面環(huán)境下的多自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)的水翼機(jī)械組合體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開發(fā)明的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開發(fā)明，而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開發(fā)明，并且能夠?qū)⒈竟_發(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0027]水翼雙體船是一種集高速雙體船和水翼船優(yōu)點(diǎn)于一身的全新概念的復(fù)合型高性能船，具有兩個(gè)片體，其間用甲板和兩個(gè)或多個(gè)水翼連接起來。
[0028]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)的實(shí)施例；該水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)包括水翼系統(tǒng)1、六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2、航姿參考系統(tǒng)3、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4、水翼雙體船干擾模擬單元5、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)8;其中，該水翼系統(tǒng)I設(shè)置于六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2上，用于模擬水翼雙體船的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2上具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，該轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)可以在六個(gè)自由度方向內(nèi)自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，水翼系統(tǒng)I也跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。航姿參考系統(tǒng)3安裝于六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的幾何中心，為水翼系統(tǒng)I的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供參考，用以檢測(cè)水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4與航姿參考系統(tǒng)3相連接，用于采集航姿參考系統(tǒng)3檢測(cè)到的水翼系統(tǒng)I的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，并將該運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息傳輸給水翼雙體船控制單元7。水翼雙體船干擾模擬單元5用于模擬流體干擾信息傳遞給水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6，并驅(qū)動(dòng)水翼系統(tǒng)I做受擾運(yùn)動(dòng)。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6用于接收水翼雙體船干擾模擬單元5和/或水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7輸出的流體干擾信息，并根據(jù)該流體干擾信息實(shí)時(shí)計(jì)算水翼系統(tǒng)的水翼受力和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7分別與水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6相連，該水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7接收水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4采集到的水翼系統(tǒng)I的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，并將其轉(zhuǎn)化為水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6能夠識(shí)別的信息。優(yōu)選地，本發(fā)明的水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7包括信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)和控制器，該信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)為基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的信息調(diào)理系統(tǒng)用于將水翼雙體船的姿態(tài)信息解算生成姿態(tài)數(shù)據(jù);控制器為PC-104實(shí)時(shí)控制器，用于接收所述姿態(tài)數(shù)據(jù)并將其生成對(duì)應(yīng)的控制力和控制力矩傳輸至水翼系統(tǒng)I。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)用于生成模擬水翼雙體船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的圖像信息，生成的圖像信息將水翼雙體船的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)信息以視景仿真的技術(shù)輸出給用戶?；诒景l(fā)明的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)能夠分析和模擬水翼雙體船在復(fù)雜水面情況下的多自由度運(yùn)動(dòng)，包括船體的縱搖、升沉、艏搖、橫搖、回轉(zhuǎn)以及橫傾等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。從而達(dá)到減少海試時(shí)間、加快研發(fā)進(jìn)程和降低開發(fā)成本的目的。
[0029]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖2所示，本發(fā)明水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)的包括水翼系統(tǒng)1、六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2、航姿參考系統(tǒng)3、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4、水翼雙體船干擾模擬單元5、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)8和水翼雙體船虛擬仿真客戶端9;該水翼系統(tǒng)I設(shè)置于六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2上，用于模擬水翼雙體船的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。更進(jìn)一步的，水翼系統(tǒng)I包括水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體101、水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)102、水翼系統(tǒng)伺服控制單元103和連接機(jī)構(gòu)104。水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體1I通過連接機(jī)構(gòu)104與水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)1 2、水翼系統(tǒng)伺服控制單元1 3相連接。其中，本發(fā)明的水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體101包括多個(gè)襟尾翼，水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)102包括多個(gè)水翼水動(dòng)力子加載系統(tǒng)，水翼系統(tǒng)伺服控制單7Π103包括多個(gè)水翼系統(tǒng)子伺服控制單元，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和信息傳遞機(jī)構(gòu)，每個(gè)襟尾翼均設(shè)置有水翼水動(dòng)力子加載系統(tǒng)和水翼系統(tǒng)子伺服控制單元。優(yōu)選如圖3所示，本發(fā)明的水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體101包括片體1010和以下多個(gè)襟尾翼:前水翼左襟尾翼1011、前水翼右襟尾翼1012、后水翼左一襟尾翼1013、后水翼左二襟尾翼1014、后水翼右一襟尾翼1015和后水翼右二襟尾翼1016，但這不應(yīng)視為對(duì)水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體101的具體限定。本發(fā)明的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)通過控制多個(gè)襟尾翼的姿態(tài)和受力從而達(dá)到對(duì)水翼雙體船各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的模擬。六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2上具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，該轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)可以在六個(gè)自由度方向內(nèi)自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，水翼系統(tǒng)I也跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。航姿參考系統(tǒng)3安裝于六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的幾何中心，為水翼系統(tǒng)I的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供參考，用以檢測(cè)水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4與航姿參考系統(tǒng)3相連接，用于采集航姿參考系統(tǒng)3檢測(cè)到的水翼系統(tǒng)I的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，并將該運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息傳輸給水翼雙體船控制單元7。水翼雙體船干擾模擬單元5用于模擬流體干擾信息傳遞給水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6，并驅(qū)動(dòng)水翼系統(tǒng)I做受擾運(yùn)動(dòng)。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6用于接收水翼雙體船干擾模擬單元5和/或水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7輸出的流體干擾信息，并根據(jù)該流體干擾信息實(shí)時(shí)計(jì)算水翼系統(tǒng)的水翼受力和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，最終將所述受力和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳遞給水翼系統(tǒng)I的水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)102和水翼伺服控制單元103，實(shí)現(xiàn)對(duì)水翼機(jī)械組合體1I的控制，模擬水翼雙體船的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7分別與水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6相連，該水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7接收水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元4采集到的水翼系統(tǒng)I的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，并將其轉(zhuǎn)化為水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元6能夠識(shí)別的信息。優(yōu)選地，本發(fā)明的水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元7包括信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)和控制器，該信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)為基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的信息調(diào)理系統(tǒng)用于將水翼雙體船的姿態(tài)信息解算生成姿態(tài)數(shù)據(jù);控制器為PC-104實(shí)時(shí)控制器，用于接收所述姿態(tài)數(shù)據(jù)并將其生成對(duì)應(yīng)的控制力和控制力矩傳輸至水翼系統(tǒng)I。水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)用于生成模擬水翼雙體船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的圖像信息，生成的圖像信息將水翼雙體船的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)信息以視景仿真的技術(shù)輸出給用戶。水翼雙體船虛擬仿真客戶端9與六自由度穩(wěn)定平臺(tái)2相連接，用于接收所述水翼雙體船干擾模擬單元5生成的干擾信息并對(duì)水翼雙體船進(jìn)行虛擬仿真。水翼雙體船虛擬仿真客戶端11可以和半實(shí)物仿真系統(tǒng)進(jìn)行雙向交互訪問。該水翼雙體船虛擬仿真客戶端11通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體101不工作的狀態(tài)下單獨(dú)運(yùn)行虛擬仿真系統(tǒng)，令使用者在遠(yuǎn)端訪問半實(shí)物仿真系統(tǒng)，將仿真結(jié)果以視景仿真的形式呈現(xiàn)在使用者面前。從而將虛擬仿真功能與半實(shí)物仿真功能結(jié)合于一體，以便水翼雙體船姿態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)的快速工程化。
[0030]雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括水翼系統(tǒng)、六自由度穩(wěn)定平臺(tái)、航姿參考系統(tǒng)、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元、水翼雙體船干擾模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元、水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元和水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)； 其中， 所述水翼系統(tǒng)設(shè)置于所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)上； 所述航姿參考系統(tǒng)安裝于所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的幾何中心，用以檢測(cè)所述水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息； 所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元用于采集所述航姿參考系統(tǒng)檢測(cè)到的所述水翼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息； 所述水翼雙體船干擾模擬單元用于模擬流體干擾信息，并驅(qū)動(dòng)所述水翼系統(tǒng)做受擾運(yùn)動(dòng)； 所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元用于接收所述水翼雙體船干擾模擬單元輸出的流體干擾信息，并實(shí)時(shí)計(jì)算水翼系統(tǒng)的水翼受力和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)； 所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元分別與所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元和所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)信息模擬單元相連； 所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)演示系統(tǒng)用于生成模擬水翼雙體船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的圖像信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述水翼系統(tǒng)包括水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體、水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)、水翼系統(tǒng)伺服控制單元和連接機(jī)構(gòu)，所述水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體通過所述連接機(jī)構(gòu)與水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)、水翼系統(tǒng)伺服控制單元相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述水翼系統(tǒng)機(jī)械組合體包括片體和以下多個(gè)襟尾翼:前水翼左襟尾翼、前水翼右襟尾翼、后水翼左一襟尾翼、后水翼左二襟尾翼、后水翼右一襟尾翼和后水翼右二襟尾翼。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述水翼水動(dòng)力加載系統(tǒng)包括多個(gè)水翼水動(dòng)力子加載系統(tǒng)，水翼系統(tǒng)伺服控制單7Π包括多個(gè)水翼系統(tǒng)子伺服控制單元，每個(gè)所述襟尾翼均設(shè)置有水翼水動(dòng)力子加載系統(tǒng)和水翼系統(tǒng)子伺服控制單元。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述連接機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和信息傳遞機(jī)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述水翼雙體船運(yùn)動(dòng)控制單元包括信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)和控制器，所述信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)用于將水翼雙體船的姿態(tài)信息解算生成姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述控制器接收所述姿態(tài)數(shù)據(jù)并將其生成對(duì)應(yīng)的控制力和控制力矩。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述信息調(diào)理系統(tǒng)為基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的信息調(diào)理系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為PC-104 實(shí)時(shí)控制器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)包括轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，所述水翼系統(tǒng)設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的水翼雙體船半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，還包括水翼雙體船虛擬仿真客戶端，所述水翼雙體船虛擬仿真客戶端與所述六自由度穩(wěn)定平臺(tái)相連接，用于接收所述水翼雙體船干擾模擬單元生成的干擾信息并對(duì)水翼雙體船進(jìn)行虛擬仿真。
【文檔編號(hào)】G09B9/06GK105825738SQ201610347633
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉勝, 許長(zhǎng)魁, 王宇超, 張?zhí)m勇
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)