收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向网格计算的汽车动力学实时仿真虚拟系统框架开发

徐恒  
【摘要】:汽车动力学是研究汽车在行驶过程中所受力的相互作用以及汽车运动规律的学科。由于汽车包含大量惯性、弹性和阻尼元件,是一个复杂的非线性系统,而且在其行驶过程中,运动零部件众多,受力也很复杂,这给汽车动力学的理论研究带来了的困难。二十世纪七十年代开发型汽车驾驶模拟器的出现,将很难进行精确数学建模的驾驶员引入到动力学仿真研究中,构成人-车-路闭环系统。它利用先进的计算机技术对汽车的整个运行过程进行仿真,大大提高了仿真结果的可信度,从而使以汽车动力学仿真技术为核心的汽车虚拟仿真设计技术真正开始走向实用,成功地应用于汽车整车及零部件产品的开发。 面向网格计算的汽车动力学实时仿真虚拟系统框架的研究与开发,主要是基于以下三个方面的考虑: 面向结构的仿真建模方法和汽车动力学模型的细化和改进,对仿真系统的计算模式和计算能力提出了新的要求。除了进行计算机硬件的升级和仿真数值求解算法的改进外,还需要虚拟系统框架对跨平台跨地域并行分布式仿真的内在支持以适应这种要求。 虚拟系统框架的设计和开发,可以通过专业分工,来有效地减轻汽车动力学专业研究人员的编程负担,从而大幅度降低仿真开发的难度。只有仿真开发变得容易,才能吸引大量不熟悉计算机仿真的汽车工程师们,主动地加入到仿真技术应用和开发的阵营里来,从而促进仿真技术的应用和推广。 随着网络技术的进步,尤其是网格计算技术的飞速发展和成熟,基于网格的,具有高度分布性和灵活性的复杂仿真系统将逐步成为现实。虚拟系统框架的设计和开发,除了满足现实的汽车动力学实时仿真需要外,还可以引入网格的概念,面向网格计算构建未来的仿真平台。 本文在明确虚拟系统框架开发意义的基础上,通过科学总结吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室多年汽车动力学实时仿真研究开发的经验和教训,对虚拟系统框架的概念、结构和运行机制进行了较为系统和全面的阐述,同时在win32平台下实现了其主要功能,并编制算例对其运行机制和效率进行了测试。 具体来讲,本文的主要研究工作及成果如下: WP=84 以先进的系统仿真理论为基础,借鉴汽车动态模拟国家重点实验室关于实时汽车动力学仿真的研究经验,对仿真模型实时数据交互机制进行抽象,定义了虚拟系统框架的概念、功能和结构,同时也定义了虚拟系统框架的总体运行机制。 按照我们的定义,虚拟系统框架Virtual System Framework,是在Internet/Intranet上满足实时应用需要的系统集成平台,支持分布式异构系统之间的数据实时传送和基于字符串的远程过程调用。 从整体逻辑功能上看,VSF可以分为两大部分: 提供服务的服务端,主要包括仿真节点(由VSF Server和用户模型DLL组成)和Web Server两大部分。 使用服务的客户端,包括:基于Web的客户和基于Console的Cmd Shell。 面向网格计算,初步探索XML技术在模型描述和客户实验动态配置中的应用。并给出了三种基于XML的与虚拟系统框架初始化或运行相关的文档——用户模型描述、仿真主机描述和客户实验配置描述——的文档类型定义。 定义虚拟系统框架各个逻辑功能模块的运行机制和流程,综合运用Windows动态链接库、Windows套接字和Windows多线程等Windows程序开发技术,在Win32平台下实现之。 对虚拟系统框架进行集成,并设计不同的算例对其运行机制和运行效率进行测试。测试结果表明:虚拟系统框架的运行模式完全可行,其数据传输实时可靠,对控制命令和状态通知反应及时,完全达到设计要求。 虚拟系统框架的创新点及其主要价值体现在以下几个方面: 虚拟系统框架对仿真模型实时数据交互机制进行了抽象,同时制定了用户模型开发规范。任何采用类似数据交互机制而且符合开发规范的用户模型,都能被纳入到虚拟系统框架内来运行。这不但大大简化了模型开发者的编程工作,而且为虚拟系统框架将应用领域从汽车动力学实时仿真向其它相关领域的扩展奠定了基础。 虚拟系统框架能够在异构系统之间,实现实时数据传输和基于字符串的远程过程调用。虚拟系统框架不但提供了相应的数据封装和解析机制,而且针对不同系统平台(目前主要为Windows和Linux两种)分别实现和优化。 WP=85 这就为面向网格计算,建立完善的跨平台实时仿真应用提供了有益的参考。 虚拟系统框架除了支持基于单机和局域网运行之外,还支持基本的Internet的运行模式。基于网络事件IO模型的异步socket封装,以及对Web和XML技术在虚拟系统框架中应用的初步探索,为建立完善的跨地域远程实时仿真应用,从而推动仿真应用和推广,奠定了基础。 虚拟系统框架实现了基于字符串形式的远程过程调用。按照约定的规则,客户可以以字符串的形式向任何一个挂接在虚拟系统框架下的用户模型发送控制命令。该控制命令能够在虚拟系统框架中得到实时解析和处理,处理结果也能够被及时反馈给客户。这种机制极大地增加了虚拟系统框架的应用灵活性和可扩展性。 虚拟系统框架能够按照客户的预订,代替用户模型向指定客户发送状态通知。通过设置状态通知回调接口,用户模型可以一种标准而简便的方式向外发布信息,这大大简化了模型开发者的工作量,对仿


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郑伟康,赵国光;船舶柴油机-调距桨自动控制推进系统实时仿真[J];中国造船;1984年04期
2 朱建元,顾卓明,顾正熙;船舶柴油机动态仿真在轮机模拟器上的实现[J];上海铁道大学学报;1998年05期
3 苏三买,马瑞;弹用涡喷发动机数控实时仿真系统设计及试验[J];推进技术;2001年04期
4 卢子广 ,柴建云 ,王祥珩;异步电机驱动系统实时仿真[J];中小型电机;2003年03期
5 梅雪莲,韩厚德;冷藏集装箱环境室监控系统软件的开发[J];上海海事大学学报;2005年03期
6 蒋陵平;左渝钰;傅强;;航空发动机模糊神经网络控制研究[J];微计算机信息;2005年24期
7 周绥平,陈宗基;分布交互仿真的一个原型系统──DIFTS[J];北京航空航天大学学报;1995年01期
8 杨锡运,徐大平,张玉铎;一种控制系统的实时仿真装置[J];自动化仪表;2002年05期
9 梁为升,徐世杰;空间站姿态控制系统实时仿真研究[J];飞行力学;2004年04期
10 李立兵,冯志彪;两种同步电机实时仿真模型[J];同济大学学报(自然科学版);2005年03期
11 蔡毅,许镇琳;基于实时仿真平台直升机系统控制策略研究[J];计算技术与自动化;2005年03期
12 陈虹丽;李爱军;贾红宇;;海浪信号的实时仿真和谱估计[J];电机与控制学报;2007年01期
13 赵斌;曹欣荣;;反应性实时测量建模及仿真实现[J];应用科技;2007年09期
14 洪文成;黄苏融;邹海晏;;基于dSPACE的车用牵引电机控制器设计与实现[J];电机与控制应用;2008年11期
15 糜作维;周遥;王林;;电力系统仿真工具综述[J];电气开关;2010年04期
16 张永生;马运义;唐滢;王强;;船用凝汽器的数学模型与动态仿真[J];舰船科学技术;2010年10期
17 陈宝根;蒋珉;张惠刚;曹大铸;;一个以晶片计算机为宿主的实时仿真语言[J];东南大学学报(自然科学版);1991年06期
18 杨绍普;;多频激励Duffing振子的数字仿真与模拟计算机实时仿真研究[J];石家庄铁道学院学报;1993年04期
19 俞忠原;龚世璋;杨本坤;;压水反应堆控制系统动态仿真研究[J];应用科技;1993年04期
20 李咸善,胡翔勇,邓长虹,袁兆强;大型水电站实时仿真建模方法研究[J];三峡大学学报(自然科学版);1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘德贵;陈丽容;朱珍民;;两类动力学系统实时仿真数值方法[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 马浩;;一种基于软件实现的雷达回波实时仿真设计[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
3 刘晓平;王启骏;余烨;;全球战场实时仿真平台的设计与实现[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
4 闫涛;渠展展;郭瑞宙;惠东;李武峰;刘赟甲;;V2G电动汽车充电系统半实物实时仿真平台构建及研究[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
5 王书亭;吴义忠;任卫群;陈立平;;基于OpenGL的灌装生产线虚拟系统的研究与开发[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
6 王宜芳;杨向忠;;AD/RTS仿真计算机在实时仿真中的应用研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
7 刘树清;;自然循环锅炉汽包壁温的数学模型与仿真[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
8 陆惠民;史美德;王秀英;;生物学似真的视觉运动信息处理算法和实时仿真[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
9 翟丽;潘永传;柳龙;;基于RecurDyn和Simulink的双电机驱动履带车辆转向动力学实时仿真[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
10 肖民;姚寿广;甘霏斐;;船用主机动态过程实时仿真模型研究[A];第九届全国内河船舶及航运技术学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵志香;面向自由曲面数控加工的适应性实时仿真关键技术研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2012年
2 周俊;交直流电网数字物理混合仿真技术的研究[D];华中科技大学;2012年
3 张勇;基于主动制动的汽车稳定性控制系统开发研究[D];上海交通大学;2006年
4 高振兴;复杂大气扰动下大型飞机飞行实时仿真建模研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 刁利军;电力推进负载模拟系统研究[D];北京交通大学;2008年
6 贾旭东;基于RTDS的交直流系统实时数字仿真方法研究与实现[D];华北电力大学(河北);2009年
7 陈涛;人—车—路(环境)联合运行虚拟仿真理论与实现技术研究[D];长安大学;2005年
8 佟志忠;基于物理的飞行模拟流体动画仿真技术及其策略加速研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 王兆魁;分布式卫星动力学建模与控制研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 崔建华;同步发电机励磁数字动态仿真测试系统的研究[D];河北工业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐恒;面向网格计算的汽车动力学实时仿真虚拟系统框架开发[D];吉林大学;2004年
2 王鹏;电控柴油机HIL实时仿真系统研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
3 张晓丽;基于OpenGL的板带轧机实时仿真[D];燕山大学;2002年
4 张帆;带传动的实时仿真与智能控制的研究[D];长安大学;2003年
5 严侠;无人机飞行控制计算机辅助设计开发平台研究[D];南京航空航天大学;2002年
6 连冬;基于RTW/Linux的实时仿真技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 孙百友;风力发电控制系统实时仿真测试装置的研究与开发[D];华北电力大学(北京);2011年
8 兰艳;基于面向对象技术的飞行液位仿真研究[D];武汉理工大学;2005年
9 林光锐;工业以太网络环境下控制系统实时仿真研究[D];武汉大学;2005年
10 韩晓军;船舶柴油机电控调速系统的仿真[D];大连海事大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘金星;张国宝考察实时仿真实验室[N];国家电网报;2009年
2 黄山松;虚拟系统的工作模式[N];电脑报;2005年
3 广东 张国维;组建虚拟网,用好VMware[N];电脑报;2004年
4 中科院计算所工程中心 沈玉良;虚拟化落在实处[N];中国计算机报;2006年
5 边歆;四问虚拟防火墙[N];网络世界;2008年
6 王皓;IBM:虚拟所有计算资源[N];计算机世界;2006年
7 ;虚拟磁带[N];计算机世界;2006年
8 南京 徐正;“新”系统也用“老”外设[N];电脑报;2004年
9 ;东软:用虚拟防火墙为用户护航[N];中国计算机报;2007年
10 ;PCI Express获得虚拟化能力[N];网络世界;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978