多物理场耦合仿真简化方法研究

高速飞行器的多物理场耦合仿真是一个高度耦合、高度非线性的过程,传统的做法就是把专业模型采用工程算法、经验算法取代,但这种过度简化又降低了仿真结果的精度,因此,需要根据多物理场各耦合模型的特点,开展有效的简化方法研究.在实践中,通过多物理场耦合仿真的研究,关注主要矛盾和工程需求,忽略次要矛盾,根据不同的耦合特点和应用需求,提出了耦合仿真的简化方法和结论,并通过算例进行了验证.     

基于多软件的微小卫星多领域建模与仿真研究

微小卫星是由多个学科构成的复杂系统,各学科间存在着复杂的耦合关系,针对微小卫星多领域建模与仿真问题,提出了基于STK、ADAMS、ModelSim和Matlab/Simulink等商用软件接口的微小卫星多领域建模与仿真方案,给出了多学科建模与仿真平台体系结构,提出并解决了耦合建模、软件接口和协同仿真等多项关键技术.最后,建立由微小卫星中耦合关系较强的姿态控制、结构动力学、星载计算机和电源分系统构成的原型系统,针对微小卫星大角度姿态控制模式进行了仿真,仿真结果验证了本文所提出的多领域建模方法的有效性和仿真平台的可行性.     

产品多领域协同设计过程建模及仿真

随着产品功能和结构的日趋复杂,产品多领域协同设计成为必然.针对产品多领域协同设计过程的多领域性、层次性、协同性等特性,基于活动理论,参考活动网络图建模方法和协同工作建模方法(MCM),提出并建立了基于活动的协同关联图(Cooperating Correlative Map Base on Activty,CCM_A)过程建模方法.借鉴HLA高层结构体系的构建理念,建立了相应的层次仿真体系和仿真机制;结合新型自驱动式电缆牵引机设计实例,进行了基于CCM_A的多领域协同设计过程建模及仿真应用,通过仿真结果分析,对过程模型提出改进措施.     

一种基于操控信息的人机耦合方法

基于人机一体化概念,讨论一种操控信息通道的人机耦合,以及各信息环节的耦合意义,从而揭示其人机操控信息耦合的相关动力学特征,提出了人机耦合的可操作的理论方法.提出的基于精确模型匹配的操控信息人机耦合,解决了闭环内操纵者固有延时对跟随性能的影响,达到了仅存在闭环外纯延时的精确跟随性能.同时给出了对操控信息的滤波以及对操纵者建模误差、设计计算误差鲁棒性问题的解决方法.仿真证实了理论方法的有效性.     

协作虚拟样机与协同设计方法

协作虚拟样机技术是在分布式环境下，多领域专家协作建立和应用虚拟样机的方法和技术，本文分析了协作虚拟样机与协同设计的关系，提出了基于协作虚拟样机的协同设计方法，该方法可全面而灵活地支持协同设计，在产品实际设计、制造和使用之前，对其功能、性能进行充分仿真与验证。文中还讨论了协作虚拟样机建模方法和异构仿真方法，并给出了基于协作虚拟样机的协同设计环境的总体结构。     

机电系统新型多软件协同建模与仿真环境

针对传统机电系统虚拟样机软件的性能易受个别子程序分析能力制约的问题,综合多种仿真软件的优势,构建了一种新的模块化的多领域协同建模与仿真环境.采用Pro/Engineer、ANSYS和ADAMS建立机械系统的刚柔耦合多体动力学模型,采用AMESim和MATLAB/Simulink建立液压控制系统模型,并在MATLAB/Simulink中将两子系统模型根据参数关联有机集成,得到机电液一体化的总体模型.子系统模型和总体模型可分别用于不同系统级别的仿真研究.以某复杂机电液一体化调平系统的虚拟设计为例,便捷高效地实现了单学科领域建模和机电液集成建模与协同仿真分析.仿真实验表明该新型多软件环境能够有效支持机电系统虚拟样机的开发研究.     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

瞬态电磁波对多层电缆耦合的数值分析

为了更好的解决电磁兼容的问题,根据电磁场理论对以往提出的瞬态电磁波对电缆耦合效应的模型进行了改进。将一种多层阻抗计算模型应用到单层电缆的计算方法中,对空中和地下的不同层数屏蔽电缆的表皮感应电流、内部感应电压和电流分别进行了分析和计算,并对两种不同结构电缆的内部感应电压进行了比较。仿真结果表明:采用多层电缆可以减少电磁波对电缆内部的耦合,为电磁兼容的预测和设计提供了一种较好的方法。     

舰炮刚柔耦合发射动力学仿真

以多柔体动力学理论为基础,采用RecurDyn/F-FIex柔性模块,引入柔性身管,建立某舰炮刚柔耦合模型.对该舰炮进行了刚柔耦合多体发射动力学仿真.得到炮口振动情况和一系列的动力特性曲线.通过与多刚体模型仿真结果相比较,说明该方法科学合理,仿真结果准确.     

一种协同建模与仿真平台及其关键技术研究

针对现代复杂装备仿真系统规模大、耦合紧、交互多、演化性强等特点,开发了一套支持对复杂装备进行协同建模与仿真的平台.从平台的总体组成、功能特征、应用模式出发,重点对支撑该平台协同性、敏捷性、适应性、灵活性的关键技术进行了讨论.提出了多视图协同建模方法并在平台开发中得到应用,该方法在对系统进行多视图分解基础上再进行关联、映射与融合,有效地支持多用户、多阶段、多模式的协同建模.设计了基于桥接器模式的仿真引擎体系结构,使得底层协议从核心服务中分离出来,为其支持多种底层协议提供了有力的支持.基于反射的对象树结构显式地描述了系统整体组织结构,使体系结构特征可观可控,提高仿真引擎的动态演化能力.     

复杂产品多学科协同设计优化建模方法

复杂产品往往由多个子系统通过复杂的耦合方式组成。针对复杂产品多学科协同设计优化的需求,将复杂产品分解成为分布式层次型系统,建立复杂产品多学科协同优化模型,包括了系统级优化模型、子系统优化模型和子系统分析模型。为解决不确定条件下的复杂产品优化建模问题,在确定性条件下建模方法的基础上引进不确定分析,得到系统目标函数与不确定变量之间的对应关系,建立不确定条件下的复杂产品多学科协同优化模型。最后,给出了复杂产品多学科协同优化建模过程。

Abstract：

Complex products are often composed by a number of subsystems which coupled by some complicated way. In order to meet the need of multidisciplinary collaborative design optimization, the multidisciplinary collaborative optimization model of complex products was established based on distributed hierarchical system, including system-level optimization model, optimization model subsystem and subsystem analysis model. To solve the problem under uncertainty, complex products multidisciplinary collaborative design optimization modeling under uncertainty was concluded based on the introduction of uncertainty analysis to determine the system of objective function and the corresponding relationship between the uncertain variables. Finally, multidisciplinary collaborative optimization modeling process of complex product was provided.     

面向C4ISR系统联合作战的跨组织进程互操作研究

军事组织间的互操作是联合作战成败的关键,瞬息万变的战场环境中各组织如何协调、整合业务进程以完成共同的使命任务对协作模式的灵活性,协作组织的自主性等提出了更高的要求.传统的基于公共视角的业务进程协作模式已不能适应现代联合作战的需求.本文首先提出了一套灵活的可见性控制机制,基于可见性控制机制给出了一套新的协作进程建模框架,在该框架中各协作方从自身视角出发分别构建独立的协作进程,并支持系统加入退出时协作伙伴的自主选择及协作进程的扩展.论文同时给出了协作进程建模框架的数学形式化描述及相关算法.     

基于HLA的复杂产品多联邦协同仿真运行管理研究

简要分析了复杂产品设计对协同仿真技术及其环境的需求，从透明性、异构性和开放性等三个方面讨论了基于HLA的复杂产品设计协同仿真系统的特点。针对HLA在透明性方面的不足，提出了一种秉用客户端／服务器模式的协同仿真运行管理方法，能够有效地实现同时对多个仿真联邦的管理，并提出了基于该管理方法的协同仿真管理系统的体系结构，最后介绍了原型系统的实现。     

基于HLA /DEVS的协同仿真高层建模研究

针对目前缺乏一种基于HLA的具有通用性、可扩充性的协同仿真建模方法，提出基于HLA／DEVS的协同仿真高层建模方法．首先提出基于DEVS的联邦高层模型表示方法，然后讨论了HLA联邦高层模型的接口变量映射到HLA数据对象的原则和实现方法，最后给出基于HLA／DEVS的高层建模软件框架，以支持层次化和模块化的协同仿真高层建模。     

基于PCA-SOM的混合协同过滤模型

针对推荐系统中协同过滤技术面临的数据稀疏性和推荐实时性难以保证的问题,提出一种基于主成分分析(Principle component analysis)和SOM(Self-organizing map)聚类的混合协同过滤模型.首先对原始评分数据进行全局降维,并在转换后的主成分空间上进行用户聚类,缩小了目标用户的最近邻搜索空间,减少了在线计算时间复杂度,最后对真实的电子政务门户网站Log日志数据进行了几种常用的推荐算法的比较,实验结果证明新的推荐模型具有较好的预测精度.     

一种协同渲染环境下的场景管理策略

随着计算机图形学和虚拟现实技术的发展,场景的实时渲染逐步成为计算机图形学中一个令人关注的重要问题,而各种高沉浸感虚拟现实环境的出现使得多场景的协同实时渲染成为必要。因此,为实现多场景的协同实时渲染,提出并实现了一个协同渲染环境,并对其中采用的场景管理技术进行研究,采用八叉树和场景树相结合的方法对场景中的静态和动态实体分别进行管理,以此为基础,实施了场景管理与绘制相分离的策略。实践证明,利用这种场景管理的思想,结合通信机制,能实现多场景间的协同实时渲染,从而验证了这种场景管理思想的有效性。     

基于接口的轧机液压辊缝控制系统的多领域建模与协同仿真

以本钢1676mm冷连轧机的液压辊缝控制（HGC）系统为对象,在ADAMS/Hydraulics环境中建立了包含液压系统模型在内的轧机HGC系统执行机构的样机模型;基于多领域建模与协同仿真理论,利用ADAMS/Controls提供的接口集成了控制系统的Simulink模型,建立了较完整的HGC系统的功能虚拟样机。与现场监控系统获取的轧机出口厚度偏差曲线进行比较,发现虚拟样机仿真的实际辊缝开口变化曲线与现场轧机的实际输出结果几乎完全吻合,证明了所建立的1676mm冷连轧机液压辊缝控制系统仿真模型的准确性和模型简化的合理性。对模型的协同仿真获得了位置控制方式下HGC系统PI控制器参数的调整方法,与大型冷连轧机PI控制参数的取值范围大致相符,进一步证明了液压辊缝控制系统虚拟样机协同仿真平台所建模型的可靠性。     

水下机器人动态系统协同建模方法研究

以水下机器人动态系统建模问题为背景,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真机制与动态神经网络的水下机器人动态系统协同建模方法.该方法利用在对水下机器人动态行为进行协同仿真过程中在线训练神经网络的方式完成水下机器人流体动力学建模,并以最终训练完成的神经网络及载体6自由度运动方程仿真模块一起构成水下机器人动态系统模型,具有较强工程应用前景.通过与传统建模方法比较,详细论述了协同建模方法的基本原理及其优点,并重点研究了MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真系统的设计方案和实现方法,最后,从水下机器人6自由度运动方程建模、流体动力学建模以及闭环控制系统建模三个方面研究了实现协同建模的具体方法.     

基于博弈论组网多机动目标协同跟踪技术研究

在卫星多目标跟踪的背景下,针对传感器网络的协同问题,首次建立了完整的基于移动动态联盟的多目标协同跟踪模型,并针对协同过程中的移动动态联盟形成问题,提出了基于博弈论的联盟形成算法。该协同模型在跟踪多目标时利用移动动态联盟来交换并协调节点间的信息,使节点的行为一致,具有分布式和自组织的特点。仿真实验验证了该协同模型应用在传感器网络多目标跟踪中的有效性。

Abstract：

As to the collaborative technique in sensor network,an integrated multi-target collaborative tracking model was constructed based on mobile dynamic coalition under the background of multi-satellite tracking.Then as to the mobile dynamic coalition formation,a coalition formation method was proposed based on game theory.Using mobile dynamic coalition,this collaborative model exchanged and coordinated the information of nodes to accord their action.So it is distributive and self-organizing.Simulation results validate the effectiveness of collaborative model in sensor network tracking multi-target.