PDES策略在冷连轧动态系统仿真中的应用研究

并行离散事件仿真(PDES)策略是当今仿真界研究的热点，它是解决复杂系统问题以及分布式仿真交互管理的有效工具之一。冷连轧动态仿真是由多台计算机组成的分布式协同仿真系统，该论文在处理其中的离散事件管理以及系统运行的逻辑管理上不仅使用到并行离散事件仿真策略，而且在某些应用上改进或调整了PDES仿真算法，取得了预期的控制效果。     

分布式卫星SAR柔性仿真系统设计与实现

构建分布式卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)仿真系统对于分布式卫星SAR系统设计、测试与验证、减少系统研制费用、降低决策风险,以及系统的在轨运行管理,都具有重要的意义。围绕分布式卫星SAR仿真系统设计需求,提出了分布式卫星SAR系统柔性仿真框架模型,并讨论了设计和实现过程中的关键技术。该系统的实现和应用验证了框架和技术路线的可行性,为未来进一步完善和广泛应用奠定了基础。     

并行分布式变长分组调度算法PDMCRR

低复杂度和良好公平性是T比特级网络节点调度算法设计中的挑战,通过引入端口间的并行机制和单端口的流水线思想,提出了一种可以满足T比特级网络节点调度需求、具有低复杂度和良好公平性的变长分组调度算法———并行分布式改进补偿调度算法(pipleline distributed modified compensating round robin,PDMCRR)。通过理论分析和计算机仿真验证了该算法的性能。     

一种基于分簇及蚁群算法的分布式能量高效路由算法

为了提高无线传感器网络中节点的能量使用效率,延长网络生存期,提出了一种基于分簇及蚁群算法的分布式能量高效路由算法.首先,网络中的节点采用改进的最小ID分簇算法对传感器网络进行快速分簇;然后,各簇头节点使用改进蚁群算法进行并行优化计算,寻找从簇头节点到Sink节点的数据汇聚路由.该算法是一种分布式算法,经仿真验证算法是合理的,和典型路由算法相比,能均衡节点能量消耗,具有更高的网络生存期.     

基于网络的并行仿真和分布式仿真

随着网络高速化及低成本的群系统的出现，使并行和分布式仿真的广泛应用成为可能。本文首先系统概括了各种并行计算机的特点，辨析了并 行仿真和分布式仿真的概念，然后总结了已有的并行连续系统和离散事件仿真策略，分析了它们的优缺点，并提出了针对集群系统的特点对这些策略进行优化的方法。最后比较了分布式仿真系统的集成工具，得出了CORBA适合于中小规模应用的结论。     

SAR回波数据并行化模拟研究

SAR系统回波仿真的计算量巨大,为了克服传统SAR仿真耗时过长的问题,基于MATLAB/DCT(Distributed Computing Toolbox)软件平台,利用对场景划分的方法进行了SAR回波数据并行计算的仿真。仿真结果表明,该方法能明显提高SAR回波仿真效率。验证了SAR回波数据并行化仿真的可行性和有效性。     

并行分布仿真中负载平衡的调度算法研究

并行分布式仿真对复杂大规模动态系统的研究，以及探索其长远的应用空间提供了便利，近年来日益成为研究的热点。在并行分布式仿真中，资源的负载平衡对于维护长时间运行的分布仿真演练的高逼真性是十分必要的。首先分析了分布式仿真中存在的一些负载平衡问题，进而提出了两种负载平衡的方法，以及集中与分布两种实现方式；然后提出了一种具有启发式的征募算法，最后分析了负载监测及迁移策略的实现方法。     

并行分布实时仿真的时间管理算法研究

并行分布实时仿真技术对大规模复杂系统的实时仿真提供了便利,近年来日益成为研究的热点.时间是分布式仿真中的重要概念;时间管理自然成为了分布仿真的关键技术.实时仿真对仿真时间的特殊要求,使得系统中的时钟同步与时间推进成为系统研究的关键.在探讨并行分布式仿真中的通用时间管理机制的基础上,从内同步和外同步两个角度研究了并行分布式实时仿真系统的时间推进方案和时钟同步方法;基于高速实时网络,提出了“共享时钟源”的时钟同步策略;结合具体的应用需求,给出了一种优先级轮询的时间管理算法.     

分布式小卫星雷达阵列误差估计与校正方法

当前星载测量仪器难以获得分布式小卫星SAR系统相干处理的阵元位置测量精度,为此提出了一种可以直接从杂波数据中估计阵列误差的算法,进而可以对阵列误差进行有效的校正.该算法充分利用分布式小卫星SAR系统接收回波数据的空-时-频特点,具有简单、收敛快、估计精度高等优点.最后利用仿真验证了该方法的有效性.     

基于FDTD的高保真SAR回波信号仿真方法

针对传统合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)回波仿真算法忽略目标散射特性在观测时间内随方位角度和信号频率变化这一问题,提出一种基于时域有限差分方法(finite--difference time-domain method, FDTD)电磁散射计算的SAR原始回波数据生成方法,在此基础上提出了基于服务器的并行仿真策略及流程。该方法利用FDTD算法及后续仿真处理精确模拟了SAR系统线性调频脉冲信号从卫星传感器发射后,与场景目标发生相互作用,再被SAR系统传感器接收并生成原始回波数据的全部物理过程,从而得到高保真的SAR原始回波数据。最后,通过典型目标时间谱与空间谱的仿真对比实验及最终成像结果证明了本文所提算法的正确性及有效性。     

星载合成孔径雷达影像几何校正

为达到从遥感图像中恢复事物本来形状的目的,研究了基于距离多普勒(rang Doppler, RD)模型的星载合成孔径雷达影像几何校正原理,并提出了改进的R D解算算法,给出了基于该算法的几何校正全过程。构建了新的牛顿迭代核,计算得到了简化,校正速度得到了提高。新算法从方位向和距离向这两个方向上同时迭代,校正效果比仅在方位向上迭代的解算算法稳定。通过仿真数据进行了验证和比较,实验结果表明了新校正算法的可行性与有效性。     

组网雷达探测能力的并行计算与可视化方法研究

深入研究了并行计算与并行绘制相结合的并行框架构建问题。针对组网雷达探测能力的计算与可视化特点,在(PC)集群的基础上,构建了一个并行计算与可视化运行框架。该框架在并行计算中,采用八叉树分割的方法对组网雷达计算区域进行任务分配；在并行绘制中,采用sort-last的并行绘制机制。仿真试验结果表明,该运行框架能够有效地满足大规模组网雷达探测能力计算与可视化的应用需要。     

基于ITM的复杂电磁环境并行计算方法

针对复杂电磁环境仿真中算法复杂、计算量大的特点,构建了一种基于不规则地形模型(irregular terrain model, ITM)电波传播模型的复杂电磁环境并行计算方法。该方法采用三维标量场的数据组织方式描述复杂电磁环境。在并行计算关键的任务分配阶段依据ITM模型的计算特点和三维标量场的数据组织方式,采用了以标量场列为基本单位的静态任务分配方法,有效地避免了地形提取的冗余计算,保证了节点间的负载平衡。经实验验证,该算法并行效率较高,能够有效地满足不规则地形条件下的复杂电磁环境快速计算的需要。     

基于云计算的大规模定制客户需求响应模型及其节点的选择与分布

云计算为大规模定制解决个性化定制和模块化生产的融合提供了现实的依据和信息技术上的支持.通过分析云计算平台体系架构和大规模定制客户需求响应服务的特点,研究了大规模定制中为了有效处理客户需求信息该如何选择与分布云计算平台中的关键节点的问题,提出了基于云计算的大规模定制客户需求响应模型,并提出一种以客户需求关联度为衡量指标的关键节点确定算法.     

弹载SAR末制导段轨迹控制算法

针对机载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)制导空地导弹的末制导过程,导弹的运动状态如何同时满足成像分辨率和脱靶量要求的问题,提出一种新的轨迹控制算法。通过分析SAR末制导过程,以及弹目空间几何与成像分辨率的关系,将成像分辨率要求转化为对导弹前置角的约束,将脱靶量要求转化为对导弹目标线角速度的约束。基于逆最优控制,建立含有待定系数的性能指标函数,并根据给定的系统动态性能指标确定该系数,从而得到具有时变权值系数的最优控制量,通过权值系数的调节作用以满足不同制导模式的指标要求。仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于SIFT弹载SAR图像匹配算法

基于尺度不变特征算法,提出了一种适用于弹载合成孔径雷达图像匹配的改进算法。该算法首先通过在构建的高斯差分尺度空间中搜索特征点,然后利用指数加权均值比算子计算特征点的梯度幅值和方向,并通过简化的特征描述子生成特征向量,最后采用距离比和几何一致性准则剔除错误匹配的特征点对,实现图像匹配。实验结果表明,改进算法对SAR图像在旋转、光照、尺度变化等情况下都有很好的匹配效果,并且降低了计算复杂度,有较强的鲁棒性和实时性。     

弹载毫米波聚束SAR对地面目标成像研究

与机载合成孔径雷达 (SAR)对地面目标成像不同 ,弹载SAR具有平台运动速度快、非匀直运动和大斜视角 3大特点 ,对成像算法的实时性、运动补偿的精度和方位分辨率都提出了更高的要求。针对弹载毫米波聚束合成孔径雷达对地面目标成像的特点 ,讨论了成像的分辨率和雷达脉冲重复频率的选取等主要问题 ,提出了一种包络对齐、相位校准和非匀速运动补偿相结合的成像运动补偿方案 ,给出了基于线性谱外推技术的超分辨谱估计图像重建算法。仿真实验的结果证明了该算法的有效性     

基于双曲线性修正斜距模型的弹载SAR成像方法

在弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)下降段成像中,由于弹体存在较大的俯冲下降速度和加速度,回波信号的二维频谱表示式难以有效获得,给后续成像处理带来困难。针对该问题,提出了一种基于双曲线性修正斜距模型的弹载SAR成像方法,通过构造双曲函数形式的斜距表示式并引入线性修正因子,对弹载SAR斜距历程进行合理近似|并以修正后的斜距式为基础,利用驻相点原理(principle of stationary phase, POSP)直接求解SAR回波信号的二维频谱|随后根据该频谱表示式设计有效的弹载SAR频域成像算法。该方法下的频谱推导较为简洁,所获得频谱的数学表达式清晰直观,利于成像分析和后续处理。最后的点目标成像仿真验证了该方法的有效性。     

基于多核集群的RTI并行优化技术

随着基于高层体系结构HLA(High Level Architecture)仿真应用的不断深入,系统仿真规模不断扩大,仿真模型越来越复杂,仿真节点之间的交互更加频繁,使得仿真系统对通信资源与计算资源的需求不断提高。多核集群能够提供数据并行处理和高效通信的性能潜力,因此通过在多核集群上进行仿真加速正成为提高HLA仿真运行效率的重要途径。然而传统的仿真运行支撑平台RTI(Run Time Infrastructure)主要面向分布式网络环境,一般不支持并行通信和消息并行处理,从而难以发挥多核集群的高效通信和并行计算的性能优势。因此,为了提高多核集群下大规模HLA仿真的运行效率,提出了基于多通道的并行通信结构和基于消息分类的多线程处理技术,并已经应用于正在开发的并行shmRTI中,与国际同类商业软件pRTI1516进行的对比测试结果表明,性能可提升30%以上。     

卫星通信链路连通性仿真模型设计

通信卫星在信息传输尤其是军事信息的传输中的作用日益突出。卫星通信链路的连通性分析与仿真是空间信息系统仿真中的主要内容之一，它包括物理可见性和电磁波的传输特性的分析与仿真。论文分析了航天器的空间位置计算模型，建立了通信卫星与航天器之间的物理可见性模型．通信卫星与地面节点之间的物理可见性模型以及空间电磁波的基本传输模型，并在计算机上进行了仿真实现，将仿真结果与STK计算的数据进行了对比，结果表明了模型具有较高的置信度。模型具有可移植性、扩展性、精确度高和简洁易用的特点。