运载火箭优化设计通用仿真类库设计与开发

在面向对象方法学的指导下，从运载火箭一体化优化设计实际要求出发，针对仿真计算的通用性需求，设计开发了运载火箭一体化优化设计通用仿真类库。首先进行了运载火箭一体化优化设计问题的面向对象建模，然后分析设计了通用仿真类库的主要类，介绍了利用Visual C 平台开发类库的主要技术和方法。基于该仿真类库可以完成针对不同类型火箭、不同设计要求的运载火箭参数优化设计计算，该仿真类库已经成功地应用到一个系列化运载火箭总体优化设计中。     

仿真软件开发中的面向对象设计

一些仿真软件还存在可重用性差，难以扩展和维护等问题。究其原因是软件开发人员，特别是设计人员没有深刻理解面向对象设计技术。介绍了面向对象设计准则、设计模式等先进的设计思想和技术；通过设计战斗机综合仿真模块的示例，说明如何贯彻设计准则、合理应用设计模式来提升仿真软件模块的可重用性，尽量避免重复设计，使其既针对当前的仿真任务，又通用于将来的需求。     

基于MVC模式的加速器虚拟控制系统框架与实现

针对虚拟样机技术在回旋加速器设计与制造上的应用和需求，提出了一个用于回旋加速器控制系统设计、仿真及验证的软件平台：Cyclotron Virtual Control Platform(CVCP)。该平台采用基于Model-View-Controller(MVC)的软件体系结构模式和面向对象的设计方法设计。设计中运用UML统一建模语言描述了系统框架，并使用C 语言进行了初步实现。该软件平台可以模拟回旋加速器的运行过程，同时具备良好的人机交互性能。     

HLA联邦回放及其通用性实现的一种方法

分析了HLA联邦回放技术及其重要作用,研究了与通用HLA联邦回放相关的应用需求、技术指标及实现方面需解决的技术问题,提出并实现了一种可通用的HLA联邦回放方法,应用该方法开发了通用的HLA联邦回放工具,对其运行效率进行了测试和分析,并讨论了在设计和开发过程中得到的经验及教训。该方法运行效率高,适于对回放速度要求高的应用领域,已应用于实际工程中。     

一种认知无线电资源分配系统级仿真平台

研究了认知无线电资源分配技术的系统级仿真平台的设计与实现,该平台采用多PC机组网的半实物仿真形式,提供了对认知无线电资源分配技术进行系统级评估的途径。给出了平台的设计架构,以及设计和实现中的关键技术,并对平台的通用功能进行了验证。此外,针对一种认知无线电子信道及功率联合分配算法,详述了该算法在平台上实现的过程,并对其性能进行了仿真分析。     

大型社会技术系统的实施验证——“事故”作为一种学习资源

规模庞大、系统复杂的大型社会技术系统的实施应用,具有明显的社会实验特征。实验室模拟已经不能完全验证此类技术系统的稳定性和安全性,需在社会中对其进行验证。在对大型社会技术系统社会应用的实验特征、社会实验理论以及事故学习进路分析的基础上,构建了基于递归学习的实验分析框架,并以核电站技术系统的社会引入为例,验证了分析框架的适用性,阐明了大型社会技术系统的社会学习机制和其在社会中的知识生产方式,为此类技术系统的创新治理提供了理论框架和政策启示。     

StarSim:支持快速构建的离散事件系统通用模拟框架

离散事件系统是研究和实践中常见的一类目标系统,使用软件对其进行模拟是有益甚至必须的。提出支持快速构建的离散事件系统通用模拟框架StarSim,为离散事件系统快速构建软件模拟器。StarSim设计简单通用的系统抽象模型以支持快速构建目标系统模拟器,提供基于事件的实体间交互方式以表达目标系统中的交互行为,引入简化的对象请求代理技术以透明的支持分布性,使用基于令牌分发的多线程技术以并行处理目标系统中同时发生的事件,预留可定制的监测和控制接口以灵活的监控目标系统,使用Java语言编写以确保移植性。为一个混合类型离散事件系统快速构建模拟器,验证了StarSim的诸特性和快速构建能力。     

飞行器动力学面向对象建模中的设计样式

飞行器动力学建模中采用面向对象的设计样式,可极大提高动力学建模的水平和效率。本文探讨了手柄本体样式、容器样式、通用积分样式、层次聚合样式等在动力学建模中的应用,并给出了具体实例。其中,通用积分样式和层次聚合样式是针对飞行器动力学建模的特点由本文新提出的。通用积分样式是动力学建模的基础架构,可提供积分右函数与系统状态计算的分离以及积分方法选取与右函数的分离,增强了系统开发的灵活性。层次聚合样式通过在类体系的不同层次采用不同的聚合方式,为灵活性与方便性的不同取舍提供了支持。本文的工作验证了设计样式在动力学建模领域应用的有效性。     

虚拟飞行器风洞的研究与实现

虚拟飞行器风洞是虚拟现实技术和CFD技术在飞行器设计和改型中的应用.阐明了虚拟风洞的组成和实现的基本流程,在求解雷诺平均三维不可压Navier-Stokes方程的基础上,采用有限体积法对其进行离散,并运用比较成熟的SIMPLE算法进行求解,在WTK平台上针对某模型进行仿真计算,而后进行了试验验证.对比分析模拟结果与试验结果,表明采用这种方法与传统的风洞试验相比,能够交互式地从各个不同的方位曼形象更直观地观察飞行器外流场的流态,同时也证明虚拟风洞的计算是真实可信的.     

基于灰色关联分析的仿真模型验证及其改进

分析比较了仿真模型可信性验证常用方法的特点，把灰色关联分析方法运用于仿真模型的可信性验证中，给出了具体的操作步骤，然后分析了灰色关联分析模型运用于仿真模型可信性验证中存在的风险，并针对仿真模型可信性验证的特殊需要，对灰色关联分析模型进行了一定的改进，最后通用实例验证了改进的合理性及风险的降低。     

冲击信号处理芯片设计、实现及应用

基于可编程门阵列(FPGA)完成了三通道冲击信号处理芯片的设计与实现。芯片采用流水运算完成最大绝对冲击加速度响应谱计算。由于冲击信号采样频率可在线更改,因此该芯片可以满足不同冲击信号处理器对峰值检测误差的要求和处理器功耗的限制。采用该芯片设计的数据预处理器已成功用于各种试验。试验表明,该芯片能实时完成三路冲击信号处理并将处理结果代替冲击波原始测量数据输出,能在大幅度压缩冲击信号传输带宽的同时,减小冲击信号峰值检测误差,扩大信号测量动态范围,并为识别数据“真”“伪”创造了条件。     

三自由度运动平台可视化设计研究与实现

传统的三自由度平台设计是一个串行设计过程,基于物理样机的设计与验证过程制约了产品开发的周期和效率。为快速高效地实现由概念设计到样机设计,提出将虚拟现实技术与三自由度运动平台的运动学分析、动力学分析、结构设计相结合,构建一个可视化设计平台,作用于机械设计、虚拟装配、运动可视化仿真,以及系统的动力学特性分析。推导了三自由度运动平台的运动学解析模型,就平台实现的关键技术,包括XML信息集成、运动可视化、VRML文件生成、基于动态特性分析的模型检验等,进行了研究探讨。     

某卫星电源系统仿真试验台的研制

为验证和考核某卫星电源系统故障诊断专家系统的可行性和正确性，根据电源系统的工作原理，研制和开发了电源系统仿真试验台。以太阳能电池阵为例，说明系统的硬件模拟电路的设计方法，并给出了单片机系统的硬件接口和软件设计方法，简述了上位机的软件结构组成。该试验台利用成熟的电路、单片机和数字仿真技术，有效的实现了设计简单化、功能完整化。     

载人航天器在轨维修性设计体系

开展了对载人航天器维修性设计体系的研究,明确了载人航天器维修性设计体系构成,包括维修性设计、维修性验证、维修性评价和维修性管理。维修性设计包括维修原则确定、维修需求分析、维修任务规划、维修模式设计等;维修性验证包括维修试验规划、分析仿真验证、实物试验验证和在轨飞行验证;维修性评价包括飞行工程师评价和航天员评价;维修性管理将维修性设计、验证、评价工作进行有机衔接并在工程上实施。本文可以作为载人航天器在轨维修性设计工作的参考。     

对飞行器高速高精度控制中计算技术的探讨

针对飞行器向高速高精度控制的方向发展的需求,对支撑其发展的计算技术领域中的几个重要方面进行了探讨,主要包括算法的研究、飞行器控制系统处理器芯片的设计、编程语言的选择、软件的设计等。其中对飞行器软件中算法的优化、飞行器控制系统中最小结构专用芯片的设计等进行了说明。     

基于FSM的通信协议形式描述与验证技术

本文主要研讨基于有限状态机(FSM)的通信协议形式描述与验证技术。文中先论述了基本FSM形式描述与验证技术,给出了访问确认协议的FSM描述与验证实例,研讨了基于FSM验证方法的形式数学基础——全局状态矩阵的特征和性质;接着讨论了基于FSM的有关改进形式技术;最后给出了有关结论。     

红外空空导弹制导控制系统动态测试技术研究

提出了一种先进的红外空空导弹制导控制系统动态测试系统的组成、工作原理及测试方法,对于导弹动态测试过程中所采用的实时分布式仿真技术、SBS高速光纤反射内存技术以及仿真软件设计技术等关键技术内容进行了剖析,对于动态测试技术所能达到的导弹控制部件实物/数字实时半实物多重组合动态仿真技术进行了阐述。系统使用情况表明,该测试环境及动态测试技术可以明显提高导弹制导控制系统的研制手段及测试水平。     

基于组件的计算机组成原理虚拟实验室的设计与实现

提出了一种基于组件技术的计算机组成原理虚拟实验室(PCOVL)的设计模型和实现方法。该系统采用Java语言实现,具有良好的平台无关性。以Java Bean组件技术开发元器件,并利用Java反射技术实现了系统动态调整组件属性和行为的功能;结合数据驱动原理,多线程技术的wait、notify机制,以及锁的同步控制技术,提出一种基于数据驱动的触发式调度机制,有效的解决了具有复杂关系的组件之间的数据传递和调度运行的问题。PCOVL实现了可视化的定制实验流程、运行期间随机改变组件状态、以及实验结果的动态实时显示等功能,为开发计算机硬件类课程虚拟实验室提供了有力的技术支持和理论基础。     

卫星任务分析与轨道设计数字化平台

针对卫星一体化、数字化设计的趋势,以通用卫星分析工具STK(SatelliteToolKit)为基础,利用STK/CON模块提供的接口功能,把面向用户要求的轨道设计程序与STK强大的演示和验证功能通过VC 编成的外部命令结合起来。在针对用户不同任务要求基础上实现了集设计、分析、仿真、验证和强大数据功能于一体的卫星任务分析与轨道设计数字化平台。该平台可以实现卫星轨道设计的全数字化、快速化、可视化以及多功能性,为卫星轨道设计方案的优选、优化和验证提供基础。     

基于可重组体系结构的密码芯片设计及其实现

为了在现有算法的基础上提高加密的安全性 ,提出了一种基于可重组体系结构的密码芯片设计原理和方法。这种设计使得用户通过编程可以改变芯片内部的电路结构 ,以匹配不同的加 /解密算法 ,从而支持不同的加 /解密算法在同一块芯片上的实现。该设计在Altera公司的APEX2 0KEFPGA上进行了成功测试 ,其功能和性能均达到了预期要求。结果表明 ,基于可重组体系结构这一重要思想可以有效提高密码芯片设计的安全性和灵活性。