基于复杂产品虚拟样机协同设计仿真平台关键技术研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文复杂产品虚拟样机协同设计仿真平台关键技术研究姓名：刘素艳申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：赖一楠20090301哈尔滨理T大学T学硕十学位论文复杂产品虚拟样机协同设计仿真平台关键技术研究摘要制造业是国民经济的重要支柱，是关系国家兴衰的产业。虚拟制造(VM，VirtualManufacturing)是使制造业能按照客户需求做出快速反应的有力武器。支持复杂产品设计的虚拟样机克服了物理样机生产灵活性差，并行性差，生产周期长，有时候设计需要反复进行，成本高等缺点。因此，虚拟样机代替物理样机是一个必然的趋势，但是虚拟样机制造过程中也存在许多的不足，尤其是没有一

2、个统一的平台作为支撑，使得虚拟样机的设计受到了很大的限制，为了解决虚拟样机生产过程中存在的“瓶颈"，本文主要研究复杂产品虚拟样机协同设计仿真平台的关键技术，为平台提供技术支持。首先分析了虚拟样机协同设计仿真平台的研究现状，介绍了高层体系结构(HLA，HighLevelArchitecture)和面向服务架构(SOA，Service．OrientedArchitecture)的概念和定义，结合SOA和HLA技术，提出了SHLAM模块的构建方法，应用到平台的仿真层，使得该平台不仅能以HLA／RTI为软总线进行准确快速的仿真，而且摒弃以往的紧密耦合技术和针对特定模型的构建，采用松散的耦合技术使得平

3、台具有开放性、通用性和可重组性。以“小型通用快速自主对接平台研究"为例，研究机械领域复杂产品虚拟样机构建的详细过程和机械组件设计的流程。针对设计流程，提出设计过程中存在的数据传输“瓶颈’’问题，并给出了解决方案，为集成生成虚拟样机所必须的协同设计仿真平台提供了有力的支持。以先进的IT技术为基础，提出了“缓冲池"思想，该思想可以为协同设计层提供技术支持，运用到平台不仅能够使模型设计速度加快，提高仿真准确度，而且能够紧密的将平台连为一体。以HLA作为软总线结合SOA是本文的创新，将SHLAM模块方法和“缓冲池"思想共同应用到平台的构建，达到松散耦合与紧密耦合技术的联合使用。根据上面的研究，结合支

4、持虚拟样机的多学科设计一体化平台及其关键技术的研究课题，给出了虚拟样机协同设计平台的原型框架。该框架不试图集成各个商业软件，而是采用了分层的方法，利用“缓冲池’’思想将它们紧密的连接成一个整体，达到了分而不散的效果。哈尔滨理工大学工学硕士学位论文最后，在热控电动百叶窗机构控制系统仿真模型设计中，给出了ADAMS和MATLAB联合仿真的方法，详细给出了二相混合式步进电机SHLAM模块的构建，给出了联合仿真的结果，为平台仿真层提供了关键的技术支持。关键词虚拟样机；高层体系结构；面向服务；SHLAM模块；缓冲池哈尔滨理丁大学工学硕士学位论文ResearchonKeyTechnologyofColl

5、aborativeDesign&SimulationPlatformforComplexProduct’SVirtualPrototypeAbstractManufacturingisoneofimportantpillarindustriesofOurnationaleconomy．Itisrelatedtoprosperityofthestate．Virtualmanufacturingisapowerfulweaponforcustomerrequirements．Whenmadecomplexproductphysicalprototypetherearealotofdisadvan

6、tages，suchaslowflexibilityandparallelism，long-period，repeatingdesignandhighcost．Virtualprototypecangetoveralloftheshortcomings．Virtualprototypeinsteadofphysicalprototypeisaninevitabletrend，buttherearealotofdisadvantages．Thereisnointegratedsoftwarerestricteddesignofvirtualprototype．Inordertosolvethe

7、bottleneckprobleminthedesignprocess，thispaperresearchonvirtualprototypecollaborativedesignandsimulationplatform’Skeytechnology．Weanalysistheresearchstatusoftheplatform，introducetheconceptofHighLevelArchitec