从系统仿真到领域仿真的拓展

随着仿真应用的普遍化和复杂系统仿真成为关注点,从领域的角度进行仿真活动和观察仿真活动逐渐进入仿真研究视野。1995年美国国防部提出了建模与仿真主计划,孕育了领域仿真的基本思想;而网络技术、云计算等信息技术的进步将使得领域仿真的落地。以仿真研究对象的变化为基本点,从仿真模型研究、仿真工具研发和仿真应用活动等方面梳理了仿真研究的发展变化;在此基础上,提出了领域仿真研究的目标和基于领域仿真的仿真活动模式;分析了领域仿真与领域工程的关系,归纳了领域仿真在提高仿真活动效率、使能复杂系统仿真、提高仿真可信性和促进仿真应用普适化等4个方面的作用。     

分布仿真实验管理系统中实验规划方法研究

分布仿真实验规划针对仿真应用系统的开发和运行过程,对其结构和运行控制进行合理设计,以实现分布仿真应用系统的自动化构建和提高仿真运行效率。首先,分布仿真实验规划定义了仿真过程中的联邦基本信息,例如:联邦名称、FED文件、运行时间等等。其次,研究了基于实体的成员规划方法,以及仿真任务向仿真节点的分配算法。最后,根据分布仿真实验规划的功能需求,设计实现了分布仿真实验规划工具。分布仿真实验规划工具以联邦成员、想定描述和仿真节点信息为输入,自动规划并生成XML格式的仿真方案文件。方案文件保存了仿真实验规划结果,并作为构建分布仿真应用系统和仿真运行的依据。     

基于SGE的分布式仿真网格框架研究

SGE(SunGridEngine)是构建本地和集群级网格的工具。研究以SGE为基础,根据HLA仿真任务的特点,进行分布式仿真网格的框架研究和设计。分析了仿真网格的时间管理机制和仿真任务的迁移机制,采用点检查的方式实现了仿真任务迁移和动态调度,提供了用户级和内核级的点检查任务的支持。提出了仿真网格的双通道通信机制和仿真任务在仿真网格中的两种调度模式。通过研究构建了仿真网格的原型系统,并进行了HLA仿真应用的测试。     

基于MDA的仿真模型开发与集成方法研究

主要介绍了一种基于MDA的仿真模型开发与集成方法。探讨了MDA在仿真模型组件重用和可组合中的应用,如实现实验、想定、分析和模型集成的一致性;提高仿真模型组件的重用性和可组合性;支持仿真模型和仿真系统需求和设计的工程化;更容易支持体系结构视图的描述;支持开发可配置强的和柔性的仿真系统等。介绍了当前基于MDA的仿真应用的发展,并提出了一个基于MDA的仿真模型集成框架和仿真模型开发与集成方法。该集成框架采用MDA的思想,将仿真模型分为仿真模型设计组件和仿真模型运行组件,通过建立面向仿真设计模型组件的仿真元模型规范、仿真组件对象规范、仿真服务规范和仿真模型组件组合规范确保仿真模型的设计、开发、集成和运行的一致性和仿真系统发展的可持续性。     

分布仿真实验管理系统的设计与实现

分布仿真实验管理是分布仿真应用研究的热点和新方向,实验管理系统支持实验的设计、运行和监控,通过对分布仿真数据、模型等资源的集中存储管理和对软硬件环境的全面控制,实现对仿真实验全方位全过程的管理。分布仿真实验管理系统的推出,实现了对仿真实验的合理规划,同时也实现了对仿真系统中程序,联邦,成员和数据的运行全过程有效管理控制。相对于仿真系统传统的手工运行方式,实验管理系统不仅规范了分布仿真实验的过程、提高了实验的自动化程度,还实现了对分布仿真实验设计与运行的全面支持,降低了分布仿真系统和技术的应用门槛,可进一步促进仿真技术的应用和仿真学科的发展。该系统已成为HLA仿真系统中不可缺少的组成部分。     

基于HLA的仿真系统模型研究

在基于HLA的仿真系统开发中,设计和建立HLA仿真系统的各种模型是促进仿真互操作和仿真组件重用的关键过程,模型问题是整个HLA联邦开发的核心问题。在提炼了HLA仿真系统建模过程的基础上,提出了改进的基于HLA的仿真系统开发模型体系,并总结了概念模型、对象模型和仿真模型的开发方法和过程,为各模型的快速、规范化开发打下了基础,并能够缩短基于HLA的仿真系统的开发周期,提高建模与仿真的效率。     

空间任务论证平台仿真要素研究

仿真是空间任务设计、论证的重要分析手段之一。由于空间任务类型多样,而仿真系统的构建与空间任务密切相关,为了提高系统的重用性、开放性和扩展性,需要对空间任务仿真系统的体系架构和仿真要素进行深入探究。首先分析仿真系统的体系架构,设计了基于分布式的空间任务仿真平台系统结构;然后针对空间任务的特点,将仿真系统组成要素划分为基础仿真实体和扩展仿真实体,并对每个实体的仿真模型进行深入分析;最后通过"磁层-电离层-热层耦合卫星探测计划"的应用,证明仿真平台的合理性和能力。     

仿真科学与技术学科的理论体系探讨

仿真科学与技术有相对独立的理论体系,包括仿真模型和研究对象的相似理论、仿真建模理论、仿真系统理论和仿真应用理论几个部分.仿真模型和研究对象的相似理论主要研究仿真模型和研究对象之间的相似关系和相似程度,仿真建模理论主要研究将研究对象抽象映射成各种仿真模型的理论和方法,仿真系统理论研究模型试验的理论和技术,仿真应用理论研究仿真目标牵引的仿真应用的理论和技术,在此基础上分析了各部分理论的具体研究内容.     

基于高速局域网的组合导航/制导仿真技术研究

提出了基于高速局域网的组合导航/制导仿真技术的原理和开展研究的四个环节,即理论研究、计算机仿真、半物理仿真和实物仿真。建立了基于高速局域网的组合导航/制导仿真平台框架,开发了计算机仿真平台、半物理离线仿真平台、半物理在线仿真平台和实物仿真平台,解决了客户机/服务器间的实时数据传输问题。以惯导/双星/GPS组合导航系统为例详细介绍了四种仿真平台的工作过程,并进行了半物理离线仿真试验,验证了仿真平台的实时性。     

分布式潜艇作战系统仿真设计环境研究

分布式潜艇作战系统仿真设计环境是目前国内功能较全、规模较大、技术较新的潜艇作战系统仿真平台,是数学仿真环境和半实物仿真环境的综合集成。该仿真设计环境可在较真实的水下战场环境中,利用异地分布的设备和仿真模拟器进行互操作,完成潜艇作战系统及分系统的仿真、验证和培训等应用,通过Stage软件的集成实现对整个仿真过程中战场态势的实时显示,并能对仿真结果进行评估。     

一种并行设计过程中耦合活动识别算法的研究

分析了组成并行设计过程的活动之间的关系 ,将活动间的结构特征转化为代数矩阵的形式加以表示 ,提出用图论的方法来解决耦合活动识别的问题 ,即通过求图的强连通分支的方法来识别耦合活动 ,并给出了具体的算法及实例。     

移动机器人在线路径规划算法研究

主要讨论了不确定环境下移动机器人运动路径的在线规划算法。在此方法中 ,预定目标被定为吸引子 ,而障碍物被定为排斥子。这样 ,路径规划就转换为应用牛顿定理进行迭代计算。该算法简便 ,实时性强 ,能自动地适应工作环境中障碍物的位置变化和随机出现 ,使机器人准确避开障碍 ,安全到达目的地。实验结果表明 ,此算法效果良好。     

分布交互仿真的时空一致性

时空一致性是分布交互仿真中的一个基本问题，严重的时空不一致会对仿真的效果造成很大的影响，甚至导致仿真失败。作者建立了时空一致性的基本概念框架，提出了其度量指标，然后提出了分布交互仿真系统的一个设计准则，利用分布交互仿真的时空一致性进行了定量分析。     

用于神经网络直接逆控制的连续空间遗传算法

为解决神经网络直接逆控制中训练样本的获取问题 ,提出了一种神经控制器的设计方法。通过对连续空间遗传算法的编码和遗传算子进行适当改进 ,采用保留精英的线性排序选择 ,避免成熟前收敛 ,并给出算术交叉算子和乘法变异算子 ,使算法同时具有好的搜索精度和搜索效率 ;然后采用这种改进的遗传算法对非线性动态系统的控制进行优化 ,获得了基于一定性能指标的期望的状态轨迹及相应的最优控制序列 ,并以此训练神经网络控制器。最后给出了以同步机为控制对象的仿真结果。     

高速光纤数字传输系统中误码率的一种并行测试方法

介绍了误码率的基本概念 ,并着重论述了有码间串扰误码率的计算方法。提出了一种新的在多路复用光纤传输系统中 ,利用低速的图形发生器和误码测试仪测试高速串行有码间串扰误码率的方案 ,给出实测结果 ,实验结果与理论分析相符合。     

重建二维轴对称电导率剖面分布的快速有效方法

用变形玻昂迭代法 ( DBIM)来重建二维轴对称电导率剖面分布 ,着重讨论了提高反演计算效率的方法。首先是利用数值模式匹配 ( NMM)解的 z向解析性 ,导出了 z向积分的解析结果 ,而径向数值本征模用线性插值 ,从而避免了二重数值积分 ;其次用双共轭梯度法 ( BCG)求解矩阵方程。数值模拟结果表明 ,采用上述方法后可以大大提高计算效率和改善成像质量。     

HLA对象模型与面向对象模型概念的比较

对象模型是实现ＨＬＡ邦联成员间互操作性的基本方法和手段。ＨＬＡ对象模型支持邦联的规划,邦联执行过程中数据交换需求的定义,以及完成ＲＴＩ的初始化。ＨＬＡ对象模型模板为描述ＨＬＡ对象模型提供了标准化的方法。在ＨＬＡ中许多对象建模的基本概念与传统的面向对象的软件开发方法有相同之处,但相同的术语在意义上却有着显著的区别。这篇文章的目标是强调和明确二者在语义和概念上的不同之处,便于更好地理解ＨＬＡ对象模型     

用迭加法分析非线性网络的稳定性

非线性网络 N 建立周期振荡的充分必要条件是存在一个满足功率平衡 P =0 ,Q=0 的等效模型 ,这个模型是无限多个线性微变模型Njk的迭加 ,其中起码必须有一个成份满足Pjk≤ 0和Qjk≤ 0 。如果对于任意的微变成份都是Pjk >0和Qjk >0 ,迭加的结果必然有P >0或Q >0 ,则网络N无法寄生任何形式的周期振荡。这个含非线性放大器的网络是稳定的     

神经元的集聚原理与智能子波神经网络

在对神经元机能空间分布结构和状态转换深入研究的基础上，提出了神经元的集聚原理，并通过构造一种基于广义子波基函数的神经元积聚模型，讨论了由此实现的智能子波神经网络所具有的广义结构可调和广义信息记忆等智能化特性。最后，通过两个仿真实验验证了新网络模型在有关实际问题解决上的可行性和高效性。     

解Job-Scheduling调度问题的一种遗传算法

带有截止期的作业调度问题是企业管理、操作系统中重要而又基本的问题之一。利用遗传算法解决了操作系统中单机、无资源约束 ,且每个作业可在等量时间内完成的作业调度问题。在系统地讨论了带有截止期的作业调度有关理论的基础上 ,设计并实现了该问题的一种新型算法———基因型算法。最后给出了算法的一些运行结果。实验仿真结果表明 ,该算法具有很强的鲁棒性。