[发明专利]集成Modelica的三维视景仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种系统仿真技术领域的系统，具体是一种面向多学科物理规律的，三维视景仿真系统。

背景技术

视景仿真(Visual Simulation)是21世纪最有前景的高科技技术之一，它是计算机技术，图形图象技术，光学技术，控制技术等多种高科技的结合，是延伸人类感觉器官的一门科学，通过对现实世界或者是人类想象的虚拟世界进行三维建模并实时驱动，通过显示器或者三维投影技术显示出来。视景仿真是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。其作为计算机技术中最为前沿的应用领域之一，它已经广泛应用于虚拟现实、模拟驾驶、场景再现、城市规划及其它应用领域。计算机仿真又称全数字仿真，是根据相似原理，利用计算机来逼真模仿研究系统中的研究对象，将研究对象进行数学描述，建模编程，并且在计算机中运行实现。作为计算机仿真的组成部分，视景仿真采用计算机图形图像技术，根据仿真的目的。构造仿真对象的三维模型并再现真实的环境，达到非常逼真的仿真效果。目前，视景仿真技术在我国已广泛应用于各种研究领域：军事演练、城市规划仿真、大型工程漫游、名胜古迹虚拟旅游、模拟训练以及交互式娱乐仿真等。视景仿真技术对作战装备的使用效果有很好的实时显示，给人以强烈的视觉上的冲击，对提高武器装备的性能、研制效率有着重要的作用。

目前大多数的视景仿真只是针对单一研究对象建模，根据具体需求对模型进行各种实验分析，很少考虑两个以上模型的视景仿真。现在大部分的机械系统动力学分析与仿真的商业软件如ADAMS、ANSYS等在对机械系统进行运动学、动力学和静平衡分析时对机械系统进行运动学、动力学和静平衡分析时，将机械系统作为一个正向问题进行考虑，外部影响通过作用力和驱动约束等元素施加于系统，其任务是分析系统内部构件之间的关系与作用。利用这类软件进行仿真试验不能考虑多个子系统的耦合，没有从整体来考虑，于是在物理上很难反映出一个复杂系统的多学科任务仿真，同时也无法实现视觉上的真实感。随着虚拟仿真可视化的发展趋势，将虚拟现实引入系统模拟仿真，使人沉浸其中，对所需解决的问题有更清晰的认识，而不再仅局限于从屏幕上观察仿真的结果，可使模型的设计和优化更为方便。