本文選題：汽車起重機(jī)　切入點(diǎn)：多體動(dòng)力學(xué)　出處：《華中科技大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：虛擬樣機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,特別是實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)的發(fā)展,為車輛的交互式實(shí)時(shí)仿真提供了一種新的手段。本文將實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)引入汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng),建立某型全路面全輪轉(zhuǎn)向汽車起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型,研究汽車起重機(jī)駕駛和吊裝模擬作業(yè)的相關(guān)技術(shù),基于上述技術(shù)開發(fā)了汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集汽車起重機(jī)動(dòng)力學(xué)建模、數(shù)學(xué)建模、大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景組織和管理、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)、實(shí)時(shí)交互于一體。本文主要研究?jī)?nèi)容如下: 介紹虛擬樣機(jī)技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)的基本理論,以及國(guó)內(nèi)外動(dòng)力學(xué)技術(shù)在車輛仿真技術(shù)應(yīng)用上的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)�；诙囿w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論,建立某型汽車起重機(jī)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型;采用層次模型的方式組織汽車起重機(jī)模型,降低仿真過程中模型轉(zhuǎn)化的運(yùn)算量,并增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性;建立汽車起重機(jī)協(xié)同吊裝的數(shù)學(xué)模型。 基于八叉樹建立了汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)所依賴的大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景模型�；跀�(shù)字高程模型,采用雙線性插值算法建立了場(chǎng)景的地面模型,減少插值運(yùn)算的次數(shù)并且滿足運(yùn)算精度要求;采用四元數(shù)描述實(shí)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);采用三維音效輔助增強(qiáng)場(chǎng)景的真實(shí)感。討論模擬作業(yè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制模塊,以及微分方程的求解;采用廣義/狹義二階段碰撞檢測(cè)算法,對(duì)場(chǎng)景中的物體進(jìn)行碰撞檢測(cè)。 基于上述技術(shù)和算法,在圖形渲染引擎OGRE和物理引擎Havok的基礎(chǔ)上,描述物理引擎求解結(jié)果驅(qū)動(dòng)三維圖形的實(shí)現(xiàn)過程,以及某型汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。輸入設(shè)備接口和硬件抽象層接口的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)獨(dú)立于不同的外部設(shè)備,多線程運(yùn)算充分發(fā)揮現(xiàn)代計(jì)算機(jī)多處理器、多核的特點(diǎn),提高系統(tǒng)的并行度,有效提高系統(tǒng)的響應(yīng)能力。
[Abstract]:The development of virtual prototyping technology, especially the development of real-time dynamic simulation technology, provides a new method for interactive real-time simulation of vehicles. The dynamic model of a certain type of all-wheel steering truck crane is established, and the related technology of driving and hoisting simulation operation of automobile crane is studied. Based on the above technology, the simulation operation system of truck crane is developed. The system integrates dynamic modeling, mathematical modeling, large-scale complex scene organization and management, computer animation technology, etc. The main contents of this paper are as follows:. This paper introduces the basic theory of virtual prototyping and multi-body dynamics of mechanical system, as well as the research status and development trend of the application of dynamics technology in vehicle simulation at home and abroad, based on the theory of multi-body system dynamics. The dynamic model of a certain truck crane subsystem is established and the hierarchical model is used to organize the vehicle crane model to reduce the computational cost of the model transformation in the simulation process and to enhance the expansibility of the system. The mathematical model of collaborative hoisting of truck crane is established. Based on octree, the large-scale complex scene model which is relied on by the truck crane simulation operation system is established. Based on the digital elevation model, the ground model of the scene is established by using bilinear interpolation algorithm. Reduce the number of interpolation operations and meet the operational accuracy requirements; use quaternions to describe the rotation of the entity; use three-dimensional sound effects to enhance the reality of the scene. Discuss the real-time control module of the simulation system. The generalized / narrow two-stage collision detection algorithm is used to detect the collision of objects in the scene. Based on the above techniques and algorithms, based on the graphics rendering engine OGRE and the physical engine Havok, the realization process of the physical engine solution driven 3D graphics is described. The design of input device interface and hardware abstract layer interface makes the system independent of different external equipment. Multithreading operation gives full play to the characteristics of modern computer multi-processor and multi-core. The parallel degree of the system is improved and the response ability of the system is improved effectively.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH213.6

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本文編號(hào)：1579196