均衡和绩效：重大航天工程总体部方案设计北大核心CSCDCSSCI

总体部是我国重大航天工程设计过程中采用的一种创新性的方案设计模式,其对工程主要分系统进行总体设计的思想及优化控制方式与传统的分散独立设计模式完全不同。在考虑了分系统复杂相关性的方案设计框架下,构建了总体部和分散独立方案设计模式的系统设计模型。与分散独立方案设计模式下的Nash均衡不同,总体部模型的均衡解是Stackelberg-Nash均衡。还应用基于Agent的仿真方法比较了总体部和分散独立方案设计模式的均衡状态和绩效。仿真结果证明,总体部方案设计模式既有助于避免系统设计方案陷入某些分系统的局部最优解,也有助于提高系统的整体设计绩效。并且,在总体部方案设计模式下,采用顺序的设计策略有助于提高系统方案的均衡稳定性和绩效,即先由总体部门优化重要分系统的设计方案,再分散搜索剩余分系统的设计方案。本研究证明了总体部方案设计模式在重大航天工程系统方案设计中的有效性,有助于"综合集成"方法的发展和应用。     

均衡和绩效:重大航天工程总体部方案设计

总体部是我国重大航天工程设计过程中采用的一种创新性的方案设计模式,其对工程主要分系统进行总体设计的思想及优化控制方式与传统的分散独立设计模式完全不同。在考虑了分系统复杂相关性的方案设计框架下,构建了总体部和分散独立方案设计模式的系统设计模型。与分散独立方案设计模式下的Nash均衡不同,总体部模型的均衡解是Stackelberg-Nash均衡。还应用基于Agent的仿真方法比较了总体部和分散独立方案设计模式的均衡状态和绩效。仿真结果证明,总体部方案设计模式既有助于避免系统设计方案陷入某些分系统的局部最优解,也有助于提高系统的整体设计绩效。并且,在总体部方案设计模式下,采用顺序的设计策略有助于提高系统方案的均衡稳定性和绩效,即先由总体部门优化重要分系统的设计方案,再分散搜索剩余分系统的设计方案。本研究证明了总体部方案设计模式在重大航天工程系统方案设计中的有效性,有助于"综合集成"方法的发展和应用。     

基于模型的载人航天工程需求分析方法

基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)能够提升复杂工程的总体设计能力和设计效率，在工程领域得到了广泛应用，但在载人航天工程领域尚处于起步阶段。在载人航天任务方案论证与方案设计阶段，为了规范基于模型的需求分析与系统设计工作，提出了任务需求分析的初步工作方法和流程。基于MBSE方法论和载人航天工程特点，提出了开展任务需求分析、能力需求分析、系统架构设计、系统需求分析、仿真验证、需求发布6个步骤，并以美国阿尔特弥斯计划为案例，详述了需求分析的流程。为后续开发覆盖载人航天全任务周期的数字化设计和技术管理流程奠定了基础。     

卫星数传资源负荷均衡调度模型及蚁群优化算法

建立了卫星数传资源负荷均衡调度模型,提出了调度方案效能评价函数和模型求解的蚁群优化算法.调度模型中主要考虑任务调度收益和资源负荷均衡两个优化目标,蚁群算法通过遍历矩阵解构造图来逐步构造可行解,利用基于调度方案效能评价函数的全局信息素更新规则同时优化数传任务调度收益和数传资源负荷均衡两个目标.算例仿真表明,本文提出的调度模型和蚁群优化算法所求得的调度方案取得了较好的任务调度收益和资源负荷均衡指标评价值,说明模型与算法正确可行.     

可靠性约束下系统全寿命周期成本优化建模

单纯依据全寿命周期成本最小或系统可靠性最高进行系统设计具有一定的局限性.在系统寿命服从Weibull分布的条件下,给出预防性维修策略,构建设计费用、制造费用和维护费用函数,从而建立可靠性约束下的系统全寿命周期成本的优化模型;接着完整地提出包括系统全寿命周期成本、可靠性设计水平和预防性维修次数在内的系统设计均衡区域的决策方法.最后,以某大型装置的光学系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,也为系统设计均衡区域的决策过程提供系统的思路和方法.     

海军武器装备体系对抗仿真系统研究

海军武器装备体系对抗仿真系统是以提高海军武器装备宏观论证质量和效率为目的，以武器装备体系结构优化，战效能评估为主要研究内容的仿真系统，该系统由模型管理分系统，战术推演分系统，战役仿真分系统，综合评估分系统，演示汇报分系统和数据管理分系统六部分组成，本文提出了系统的建设思路和仿真结构，论述了各分系统的主要功能和特点，并对系统与宏观论证研究之间的对应关系进行了分析。     

基于非线性时间价值的多用户出行均衡与系统最优

针对存在异质用户的固定需求交通路网,当用户的时间价值呈离散分布,且出行费用与出行时间表现为非线性函数关系时,分别建立了基于时间和费用两种计量准则下的系统最优和多用户均衡路径选择模型.证明了在非线性时间价值函数条件下,存在非负匿名路段收费方案,使得基于费用计量的多用户均衡解与系统最优解一致,但在时间计量单位下,使得系统最优解与多用户均衡解一致的匿名路段收费方案不存在.     

基于组件的虚拟原型下的多体动力学仿真研究

通过分析机械系统多体动力学解算模型特点,从机械产品的协作开发与仿真角度,研究了基于组件方法建立机械系统虚拟原型,提出利用MVC设计模式构建多体动力学解算仿真模型。这种解算模式,实现了多体动力学解算仿真中,模型与解算逻辑的分离,维护了系统仿真中构件、铰约束、力元等组件的状态一致性。利于在不同的解算逻辑下组件和仿真方案的配置,方便了基于组件的协同开发与仿真。结果表明,基于组件的机械虚拟原型模型与多体动力学MVC仿真模型是可行的。     

小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统

针对小卫星采用一体化设计、模块化集成的方法,选择国际上先进的仿真技术,在单轴气浮转台和AC104实时仿真器硬件基础上,设计并建立了“小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统”的数学仿真和半物理仿真两个平台,该系统在方案设计阶段用于对总体方案进行优化,仿真与评价;在研制阶段为部件和分系统提供系统的验证和验收手段,在测试和运用阶段用于系统的故障诊断、故障隔离和对策研究等。     

一种高度可配置的模块化仿真系统设计模式

计算机仿真为复杂系统设计、建设和应用优化提供了必要的验证手段。随着复杂度的增加,为了快速应对仿真需求的变化,对仿真系统的可配置性提出了更高要求。分析了仿真模型的可配置性和耦合因素的不利影响,提出了一种高度可配置的模块化仿真系统设计模式,通过实现仿真模型的可配置性来间接构造一个开放、易扩展的仿真系统。结果表明：可以在牺牲掉部分实时性的情况下实现仿真系统的高度可配置性以及仿真模型的共享和快速重用。     

用于坦克、摩托化分队作战训练的交互式仿真系统

坦克、摩托化分队作战交互式仿真训练系统运用先进的基于计算机的仿真技术,利用依据军事规则建立的仿真模型,实现攻防对抗双方战斗全过程的仿真。本文主要介绍了该仿真系统及其分系统的组成和功能,给出了系统的简要技术方案。     

基于Agent的重大工程项目公民行为——项目绩效演化仿真

基于项目公民行为对项目绩效影响的理论,构建项目公民行为通过关系形成项目绩效的路径,提出重大工程项目公民行为——项目绩效演化模型及行为策略。采用多Agent仿真的方法,讨论重大工程工程总承包模式下项目公民行为对项目绩效的动态积极影响过程,并分别讨论了成本对项目绩效实现的抑制作用、关系对项目绩效实现的促进作用以及行政支持和员工精力上限对项目绩效实现的积极作用。最终发现,促进重大工程项目公民行为——项目绩效实现,需要促进行政对项目各利益相关方的支持、帮助项目内利益相关方保持和谐的关系、增强项目利益相关方项目公民行为成本意识、调动项目内员工工作的灵活性。     

基于Agent的重大工程项目公民行为——项目绩效演化仿真北大核心CSCDCSSCI

基于项目公民行为对项目绩效影响的理论,构建项目公民行为通过关系形成项目绩效的路径,提出重大工程项目公民行为——项目绩效演化模型及行为策略。采用多Agent仿真的方法,讨论重大工程工程总承包模式下项目公民行为对项目绩效的动态积极影响过程,并分别讨论了成本对项目绩效实现的抑制作用、关系对项目绩效实现的促进作用以及行政支持和员工精力上限对项目绩效实现的积极作用。最终发现,促进重大工程项目公民行为——项目绩效实现,需要促进行政对项目各利益相关方的支持、帮助项目内利益相关方保持和谐的关系、增强项目利益相关方项目公民行为成本意识、调动项目内员工工作的灵活性。     

寿命为指数分布时串联系统可靠性的直接评定

本文以Mellin变换为工具,用贝叶斯方法讨论了分系统寿命为指数分布的串联系统的可靠性综合问题。这里各分系统的任务时间是互异的,[1]的精确解是本文的特例。 为了进行复杂系统金字塔式的多级综合,针对不同情况的需要,给出了两组精度高、计算简便,适于多级综合的近似解,它对控制系统、电子系统的系统设计人员协调各分系统的试验量有一定指导性。     

威布尔分布下系统全寿命周期成本建模与决策

系统可靠性设计优化与经济性密切相连.针对部件寿命服从威布尔分布的同质部件组成的系统,引入经济的预防性成组维修策略,构建设计费用、制造费用和维修费用函数,从而建立可靠性约束下的系统全寿命周期成本的优化模型.通过与无预防性维修下系统全寿命周期成本模型的比较分析,效用曲线充分验证所建优化模型的经济性和有效性.接着,给出包括系统全寿命周期成本、部件可靠性设计水平和预防性成组维修频率在内的系统设计均衡区间的决策方法.最后,以某大型科学装置的开关系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,为系统工程师开展可靠性设计优化提供系统的思路和方法.     

可修复备件系统库存决策仿真优化模型

针对可修复备件系统库存决策问题,在考虑系统成本和保障率的前提下,建立一个仿真优化集成模型。该模型分析了可修复备件系统结构和流程,应用离散系统仿真技术实现了可修复备件库存的仿真,并以禁忌搜索算法为基础建立优化仿真框架,对备件库存数量的最优解进行仿真寻优计算。优化仿真结果表明,该模型合理、有效、可行。     

多自主移动机器人计算机仿真系统的设计与实现

提出了一种多移动机器人计算机仿真系统的设计方案，开发并实现了在局域网上以服务器-客户端模式工作的基于二维平面模型的多移动机器人仿真系统，该系统提供的环境建模及实时修正功能，参数可调的传感器模型，通讯协议，算法设计相对独立的特点极大地方便了多移动机器人系统的研究工作。     

毫米波辐射计目标检测仿真研究

毫米波辐射计是一种典型的无源微波探测系统,在遥感和制导中获得了广泛的应用。利用仿真软件对目标进行先期模拟检测是一种有效和经济的方法,本文着重介绍了毫米波辐射计目标检测仿真软件的建模思想和系统设计方案。根据毫米波辐射计的工作程序和运行环境,提出了目标检测仿真软件的设计方案并开发出相应的仿真软件。该仿真软件准确模拟了辐射计的运行状态、结构参数和工作环境,输出结果有利于硬件系统改进和优化。     

基于dSPACE的卫星控制实时仿真系统设计

为满足某在研大型挠性卫星计算机在回路中的仿真需要,利用dSPACE多处理器系统设计了卫星姿态和轨道控制实时仿真系统。介绍了该系统的软、硬件构成。以星载计算机与惯性基准单元串口通信为例,重点介绍了采用RTI模块、Simulink和Stateflow,实现该实时系统的串口通信建模方法。在星上自主模式下,对该实时系统进行了实时仿真。仿真结果证明了设计的卫星姿态和轨道控制实时仿真系统和串口通信接口模型的有效性。此方法对dSPACE实时仿真系统在航空航天领域的工程应用具有参考价值。     

全数字DS/CDMA接收机设计

针对全数字接收机正逐步取代传统模拟接收机的发展趋势,在一片FPGA上实现了全数字DS/CD-MA接收机的系统设计.基于片上系统的设计思想,该接收机整合了数字下变频器、数字匹配滤波器、数字解调解扩、自动频率控制等功能模块.同时介绍了全数字DS/CDMA接收机解扩解调原理,并给出了时序仿真结果及实验结果.仿真结果和实验结果表明全数字DS/CDMA接收机的设计方案是可行性的.