对复杂系统建模与仿真的几点重要思考

复杂系统建模与仿真是仿真科学技术的前沿领域，随着科学技术的进步和社会的不断发展，复杂系统的类型、数量及其复杂程度与日俱增。未来复杂系统建模与仿真这方面的研究必将成为热点和焦点。本文通过研究复杂系统的特点和研究现状。阐述了建模与仿真方法学、面向复杂仿真系统的有效建模方法及复杂仿真系统的VV＆A活动。建立了基于Multi-Agent的协同作战计划MAS系统体系结构和复杂仿真系统VV＆A规范技术框架。供仿真工作者讨论和参考。     

建模与仿真资源库系统的初探

建模与仿真资源库系统是仿真环境的核心，是实现建模与仿真资源重用性和提高仿真应用系统开发效率的重要支撑，本文初步探讨了建模与仿真资源库系统三个相关问题：建模与仿真资源库系统用户群，资源内容及其组织机制以及系统体系结构，文章主要部分：在传统Web数据库技术的基础上提出了一个基于分层，符合组件化思想，且具有扩展性和互操作性的系统概念体系结构。     

产品开发复杂系统建模及其动力学机制研究

以系统动力学为主框架,研究运用支持向量回归建立产品开发复杂系统动力学方程组,基于粗糙集理论方法对系统流图中反馈回路等元素进行约简与分析,结合具体产品类型寻求产品开发系统非线性动力学纠正机制与要素体系,构成一种产品开发复杂系统建模新方法.对用新建模方法建造的系统模型进行计算机仿真与验证,发现了产品开发复杂系统中起稳定作用的结构以及参数范围.证明所提出的方法能解决产品开发复杂系统的演化难以预测与控制等问题.     

复杂物流系统仿真及其研究现状

复杂物流系统是一个由若干个制造商、若干个批发商和若干个零售商组成的网状物流链。本文给出了复杂物流系统的结构，分析了复杂物流系统仿真的研究现状，并提出了CLSim的总体结构，同时指出了复杂物流系统仿真研究的三个问题：（1）复杂物流系统中的不确定性建模，（2）复杂物流系统仿真模型设计与实现，包括仿真策略选择、仿真模型构造及仿真程序设计与实现三个方面，（3）复杂物流系统控制。     

实时仿真算法的研究进展

从六个方面综述动力学系统实时仿真算法的一些最近的研究进展。讨论包括：快速实时仿真算法研究，实时组合算法与网络计算机上的实时并行算法；微分代数系统的实时算法与实时并行算法；实时间断处理；仿真模型信息传输误差估计；动力学系统仿真假解研究等一些新的思想和方法。     

基于演化模型的宏观经济系统分析方法

探讨了复杂巨系统与非线性动力学系统的关系,由混沌和分形揭示了复杂性寓于简单性之中、系统内部的固有特性决定了系统长时期演化行为;提出了基于演化的复杂巨系统建模、仿真与分析思想,给出了基于演化的复杂巨系统建模方法;利用这种方法,建立了中国宏观经济系统演化模型。     

超小型旋翼机系统的输出跟踪控制器设计

针对复杂的超小型旋翼机系统，利用牛顿-欧拉方法建立了其系统动力学模型，包括了希勒翼的动力学；为了简化控制器设计，利用奇异扰动理论，把复杂的动力学模型降阶为两个子系统，即平移动力学和姿态动力学；采用非线性逆动力学设计了输出跟踪控制器。仿真结果表明该控制器能够跟踪理想的运动轨迹，并能达到稳定的内部姿态和有界的控制输入。     

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.     

基于UML的铁道车辆动力学仿真建模研究

铁道车辆动力学仿真活动包括仿真软件开发和使用软件建模仿真两个阶段。以面向对象的观点和方法重新研究了铁道车辆动力学仿真建模的需求和仿真软件设计。使用统一建模语言UML记录了3D组态动力学仿真建模需求，系统、部件、状态变量三级结构下的动力学计算机制，仿真软件结构和应用领域中重要的类及其关系。实现了一个基于部件影射的6自由度全量非线性的铁道车辆动力学仿真软件。     

人体运动神经信息传导系统的建模与仿真方法

本文主要内容为：分析论述人体运动神经系统的信息传导及特性；混合事件系统的建模和仿真方法，它是分析研究综合系统，如人体神经系统以及并行工程系统的有益工具。     

经济系统预期行为的建模与仿真研究

预决性是复杂系统动力学重要特征之一，复杂系统主动行为划分中，最基本的一类就是预期。这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上。介绍了经济系统主体预期行为的建模与仿真方法的研究与发展，包括外推非理性预期方法、理性预期方法、适应有限理性预期方法。讨论了存在的问题、应用前景和发展趋势。     

基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

基于多Agent的地面作战建模仿真研究

计算机作战仿真是军事人员的“作战实验室”。然而,作战系统是一个复杂的非线性动态系统,对其进行建模困难,Agent和多Agent技术为计算机作战仿真提供了新的建模仿真方法。本文首先分析了作战系统的特点和传统的数学建模的不足,其次介绍了有关Agent、多agent系统和多Agent系统仿真的概念,并分析了基于多Agent的建模与传统的数学建模的区别,最后,分析了一个基于Agent建模与仿真技术的陆军地面作战仿真系统。     

基于SMP2的复杂系统生成式仿真建模方法

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法. 将当前用于复杂系统仿真的建模方法分为统一型、组合型和生成式三大类, 分析指出生成式建模方法具有较之其它方法的独特优势, 有望解决复杂系统仿真建模面临的问题. 研究了当前仿真领域应用的各类生成式建模方法存在的不足. 提出了以仿真模型可移植性标准(SMP2)为基础, 综合利用生成式建模方法的两大流派-模型驱动架构(MDA)和模型集成计算(MIC)-的先进技术和规范, 构建复杂系统生成式仿真建模方法的研究思路. 分析了其中的多领域生成式仿真模型公共表示规范、各类仿真形式体系到SMP2的映射与模型变换以及面向领域的仿真建模工具的自动生成等三大关键技术问题. 设计了生成式仿真建模一体化支撑环境的体系结构, 介绍了其中已经完成的工作和下一步的重点.     

复杂工程的建模仿真方法

提出了一种针对复杂工程的建模和仿真方法。比较复杂工程和复杂系统的异同，以及复杂工程仿真和一般工程仿真的区别，由此总结出复杂工程仿真的特点和要求。提出根据面向人员以及所用方法论的差异，将复杂工程的建模分为两个阶段，在第一个阶段中采用层次化的任务建模方法，面向实际工程人员，第二个阶段中采用模块化的实体行为建模，面向仿真技术人员。通过对仿真建模任务的区分，由各自擅长的人员完成，并通过层次化和模块化方法的采用，降低复杂工程仿真建模的复杂度，形成一种适合于复杂工程的仿真方法。     

复杂系统预期行为仿真的演化建模研究

计算机建模与仿真技术在复杂系统研究中的应用日益受到重视。在复杂系统主动行为划分中,最基本的一类就是预期。这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上,并不断改进、演化。本文介绍并讨论了复杂系统主体预期行为的演化建模与仿真方法,主要内容包括:理性预期;有限理性;适应有限理性及演化建模,演化计算。讨论了存在的问题,应用前景和发展趋势。     

基于Agent的计算金融学建模方法研究

金融市场是一个复杂适应系统.以复杂适应系统理论为立论基础与研究方法,以金融市场的建模与为立题背景,提出了基于Agent的计算金融学建模方法普适理论框架,将金融市场复杂适应系统看作是由系统中Agent机制不断地与环境中的资源机制、及其它Agent机制相互作用、相互聚集、层层构建而涌现出来的动态机制.并将这个普适理论框架应用到股票市场的建模与仿真中,以期使基于Agent的计算金融学建模方法普适理论框架成为一套完善的建模方法论,并能够为指导具体金融市场复杂适应系统的建模研究提供一定帮助.     

面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计

针对复杂产品建模与仿真系统侧重于解决异构模型联合仿真,无法实现仿真资源的按需共享、协同的问题,提出了一种面向复杂产品建模仿真系统的开放式云架构,实现跨组织仿真软件、硬件资源的按需共享、协同,从而支持复杂产品全系统、全生命周期随时随地、实时、连贯、透明地请求、访问和获得仿真服务。并使用对象过程方法论对系统的仿真互操作及仿真资源的按需共享、协同过程进行建模和推演。通过控制系统的研制应用范例,验证了面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计的有效性。     

基于X语言的起飞场景民机协同设计与仿真一体化方法

针对大型复杂产品,传统基于模型的系统工程（model-based system engineering, MBSE）方法存在系统设计和仿真验证的多语言、多平台集成实现,难以保证高效、准确地反馈系统设计的缺陷,无法达到快速优化设计目的等问题,提出采用基于面向复杂系统支持MBSE的新一代一体化建模仿真语言—X语言实现面向起飞场景的民机跨域子系统的一体化建模仿真。从民机起飞过程需求分析出发,建立了起飞场景的系统级模型和物理级模型,并在X语言的建模仿真软件—XLab进行统一的建模仿真验证,给出了基于X语言面向复杂产品协同设计与仿真一体化方法,为不同领域的设计人员实现复杂产品设计的协同与优化提供了全新的理论与方法参考。     

基于Agent的体系对抗仿真建模方法研究

面向信息化战争的武器装备体系对抗仿真，从复杂系统建模的角度对传统系统仿真建模方法提出了严峻挑战。因此，需要以CAS理论为依据，研究新的武器装备体系对抗仿真建模方法，以适应信息化战争模拟的需要。为此，我们在分析体系对抗仿真需求的基础上，从基于Agent的体系对抗仿真建模概念、仿真建模概念框架、仿真建模策略，基于Agent的体系整体“涌现”行为建模等问题入手，探讨了基于Agent的体系对抗仿真建模方法问题，并结合体系对抗仿真实验，研究了基于Agent的实体行为建模、实体交互建模和实体模型结构，提出了基于Agent的体系整体“涌现”行为建模思想和建模规范。