虛擬現(xiàn)實(shí)目標(biāo)仿真設(shè)計(jì)

1、第1頁共45頁虛擬現(xiàn)實(shí)目標(biāo)仿真設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)目標(biāo)仿真設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)在介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的背景、發(fā)展及意義后，在MATLAB理論的基礎(chǔ)上，探討了利用3DStudioMAX建造模型和MATLAB實(shí)現(xiàn)飛行目標(biāo)仿真的具體工作內(nèi)容。MATLAB是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級語言它集科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖象處理等學(xué)科的處理功能于一體具有極高的編程效率。MATLAB是一個(gè)高度集成的系統(tǒng)MATLAB提供的Simulink是一個(gè)用來對動(dòng)

2、態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包，本設(shè)計(jì)著重介紹了Simulink軟件的安裝、應(yīng)用、基本用法和通過Simulink控制虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱中建立的飛碟模型的飛行軌跡實(shí)現(xiàn)仿真的過程。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)仿真，MATLAB，3DStudioMAX，Simulink。第3頁共45頁2.繼承了現(xiàn)有計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有高度的靈活性。因?yàn)樗鼉H需通過修改軟件中視景圖像有關(guān)參數(shù)的設(shè)置，就可模擬現(xiàn)實(shí)世界中物理參數(shù)的改變，這樣，隨著任務(wù)的變化，已有的軟件再經(jīng)

3、修改即可滿足新任務(wù)的要求，所以十分靈活、方便。3.節(jié)省研究經(jīng)費(fèi)。改用真實(shí)的訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)研究耗資大，重復(fù)利用率低，彈藥爆炸時(shí)的污染大。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，由于其研制周期較短，設(shè)計(jì)修改和改型僅通過軟件修改實(shí)現(xiàn)，可重復(fù)使用，設(shè)備損耗低，這樣可大大節(jié)省經(jīng)費(fèi)投入。4利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬訓(xùn)練過程已成為培訓(xùn)訓(xùn)練的一種安全的高科技方法[2]。在進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)分析、綜合與設(shè)計(jì)的過程中，人們除了運(yùn)用理論知識(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行理論上的分析計(jì)算以外，常常要

4、對系統(tǒng)的特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。這種研究一般分兩種:一種是在實(shí)際系統(tǒng)上進(jìn)行(原型實(shí)驗(yàn))，另一種則是在模型上進(jìn)行(模型實(shí)驗(yàn))。模型實(shí)驗(yàn)一般又分為物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)。隨著控制系統(tǒng)理論與研究的不斷發(fā)展，許多控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，利用物理模型實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行仿真研究變得更加困難[3]。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值計(jì)算方法和控制理論的不斷發(fā)展，使得復(fù)雜控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)(數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn))成為可能它將實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來，然后用計(jì)算

5、機(jī)進(jìn)行描述，這樣用同一套仿真設(shè)備可以對物理性質(zhì)截然不同的許多控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，而且進(jìn)行一次仿真研究的準(zhǔn)備工作主要是系統(tǒng)分析和準(zhǔn)備計(jì)算程序與在實(shí)際物理模型中進(jìn)行仿真相比，這種方法的工作量小、周期短、費(fèi)用低。依照觀察問題的角度和選擇的分類標(biāo)準(zhǔn)不同，可以將仿真分成多種類型。如果按仿真時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的比例關(guān)系來進(jìn)行分類，可分為實(shí)時(shí)仿真(仿真時(shí)間標(biāo)尺等于自然時(shí)間標(biāo)尺)、超實(shí)時(shí)仿真(仿真時(shí)間標(biāo)尺大于自然時(shí)間標(biāo)尺)、亞實(shí)時(shí)仿真(仿真時(shí)間標(biāo)尺小于自