虚拟现实环境中的物理模型和仿真及其在农业信息技术中的应用

 虚拟现实技术在现代农业信息领域的作用日益凸显,然而当前的农业虚拟现实环境仍然以静态几何模型为主,具有真实物理意义并符合真实环境物理规则的动态模型和交互模式仍然没有普及。基于物理的模型和仿真方法具有机理上的优势,能够在自然环境包括农业生物和农业生产场景的动态建模与真实感交互方面增强虚拟交互的真实感和互动体验的沉浸感。本文阐述了基于物理的建模方法本质和意义,总结了农业虚拟现实环境中的物理建模和仿真的研究进展,分析了基于物理方法在植物形态学、运动学、动力学、生物力学以及环境物理场建模与仿真方面的应用原理和基本方法,并探讨了物理模型和仿真方法在农业虚拟现实乃至农业信息化中的潜在作用和未来的发展趋势。     

有限体积法定价欧式跳扩散期权模型

考虑有限体积法求解Kou跳扩散期权定价模型.基于线性有限元空间,构造了向后Euler和Crank-Nicolson两种全离散有限体积格式,并结合简单高效的递推公式逼近方程中的积分项.理论分析表明所得的离散矩阵为M-矩阵.数值实验验证了方法的有效性.     

一类带线性项非局部问题解的存在性与非存在性

研究了一类非局部问题,利用山路引理和变分方法,获得该类问题的一个正解和一个负解,充实了非局部问题解的存在性理论,补充了已有的研究内容.同时,利用变分法获得了该问题非平凡解不存在的结果.     

一类区域分数阶Schrdinger方程的基态解

用变分方法研究了区域分数阶Schrdinger方程(-Δ)_ρ~αu+V(x)u=f(x,u)x∈R~N,u∈H~α(R~N)获得了该方程基态解的存在性.     

延期时间对高台阶抛掷爆破效果的影响

为了研究高台阶抛掷爆破合理的延期时间,基于相似材料模型试验,运用有限元软件ANSYS模拟不同排间毫秒延期的抛掷爆破模型.试验和计算结果表明:从增加最远抛距和减少大块率的角度出发,当排间毫秒延期时间小于或等于2 ms时,后排孔爆炸的一部分能量用来给第1排孔爆破的碎块做功,第1排孔碎块的抛距增加,且第1排炮孔的大块率也减少;从有利于改善单元在x、y、z三个方向的应力叠加效果来看,第2排炮孔的延期时间宜定于1.27~2.04 ms之间.由于确定模型尺寸和原型尺寸的几何相似比1:50,故推荐矿山高台阶抛掷爆破的排间延期时间为63.5~102.0 ms.      

十字型鸭翼子弹药控制系统研究

为解决子弹药的杀伤效能低的问题,提出了一种十字型鸭式子弹药并对其进行控制系统的分析与设计.针对子弹药不断旋转摆动的问题,分析了子弹药控制力的产生原理,提出一种周期平均控制力的方法,建立了旋转摆动子弹药数学模型.为验证子弹药的飞行稳定性,应用Matlab软件进行了无控飞行轨迹仿真,得出子弹药水平位移为450 m,攻角变化在0.4°以内,满足稳定性要求.由于子弹药控制通道间具有较强耦合作用,设计了一种特殊的前馈补偿法来对子弹药进行解耦,设计了PID控制器对子弹药控制效果进行了仿真,结果表明解耦后控制通道间的耦合效果基本消失.      

基于Jacobian矩阵的5UPS-RPS并联机构全域性能指标分析

提出一种由一个RPS约束分支和5个UPS主动分支构成的新型空间对称五自由度并联机构.为研究动平台和定平台半径变化对该五自由度并联机构速度性能指标的影响规律,利用虚设机构法求出机构一阶和二阶影响系数矩阵,并推导了速度和加速度表达式,利用推导的Jacobian矩阵对机构进行速度全域性能指标分析,并绘出上述性能指标图谱,得到动平台和定平台尺寸变化对并联机构性能的影响趋势,同时也得到所给动平台和定平台尺寸范围内速度性能较好的尺寸,为机构优化设计提供了理论依据.      

聚能射流水中侵爆盖板B炸药仿真研究

为获得聚能射流对水中盖板B炸药侵爆作用能力,开展水层厚度影响规律研究.基于准定常侵彻理论得到了紫铜聚能射流侵彻水介质时射流速度计算式;建立侵爆仿真模型,研究了聚能射流水中成型与运动、侵彻盖板及起爆装药的变化特性,计算给出了射流侵彻盖板前后的速度和直径的变化,结果表明,射流侵爆水中盖板B炸药的临界水层厚度为261 mm,并依据Held判据得出B炸药的起爆阈值为18.598 mm³·μs^-2.研究结果对聚能射流水下毁伤技术的应用提供技术参考.     

基于改进人工势场法的巡航导弹自主避障技术

针对巡航导弹在巡航段的自主避障问题,提出一种改进的人工势场法.为解决传统人工势场法无法避免的局部极小问题,本文将局部极小分为两类,分别给出两类极小值的判定定理及方法,同时给出消除局部极小的措施.考虑导弹的可用过载约束,以连续可微的对数函数构造势场函数,定量描述禁飞区和目标点;此外,为实现自主规避禁飞区,合理设置引力场和斥力场的作用区域和调整势场函数的参数,使导弹在合势场的作用下,获得一条适飞轨迹最终抵达目标点.最后,通过数学仿真,验证了这种方法的有效性.      

基于自适应Radau伪谱法的再入段轨道设计算法

针对传统Radau伪谱法处理非光滑平面时精度不高和效率不足的缺点,提出了一种基于自适应Radau伪谱算法的再入段轨道设计算法。该算法可以根据状态方程的拟合精度对再入段轨道进行自适应调整。在轨道曲率较高的区域,通过增加区段数量提高计算精度;在轨道曲率较低的区域,通过提高插值多项式的阶次提高计算精度。仿真结果显示,该算法形成的配点分布更为合理,相对传统的Radau算法具有高精度、高效率等优点,求解效果优于传统的Radau伪谱法,可将其应用到再入段轨道优化的工程实际中。