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。     

基于预测的区分业务模型与仿真分析

利用混沌相关理论对实际的网络流量进行了混沌特性与预测分析,并基于混沌预测在短期信号预测方面的良好特性,首次提出了基于预测的区分业务模型实现框架及动态QoS实现算法。基于OPNET的网络仿真实验表明,与传统的静态QoS参数配置方法和基于测量的动态QoS设置方法相较,该模型及方法在网络重负载环境下可使各业务的QoS性能指标及网络总体吞吐量均得到显著改善。     

武器装备效能仿真的可组合建模框架研究

武器装备效能仿真不同于一般的复杂系统仿真, 具备很大的组合建模潜力和迫切的组合仿真需求. 当前的统一仿真协议、统一建模方法、统一模型规范等组合仿真途径主要还是从技术角度出发的, 没有充分结合应用领域的实际, 难以真正实现组合仿真. 提出了基于模型框架实现组合仿真的思路, 通过将领域共性不变知识(DIK)固化为可组合的模型框架, 而应用可变知识(AVK)则可在模型框架基础上通过定制或扩展的方式进行描述. 设计了武器装备效能仿真的可组合建模框架(CMF), 应用实践表明能够明显地提高仿真开发效率, 有力地支持模型级可组合.     

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。     

基于HLA的武器装备作战效能评估通用仿真框架研究

通过分析当前武器装备效能的实际需求和仿真技术的发展,重点研究了基于仿真的作战效能评估的一般过程,设计了基于HLA的武器装备作战效能评估仿真框架,基于FEDEP模型给出了具体的联盟开发过程,仿真评估系统的联盟设计与运行流程.该仿真通用框架为实现具有可重用、互操作性的效能评估仿真系统提供了参考,同时也适用于在仿真框架下评估武器装备的战术运用.     

基于单船装卸运输模型的集卡配置仿真研究

分析了集卡配置对集装箱码头的装卸作业的影响,使用Witness仿真软件以国内某大型集装箱码头为案例,建立了基于码头前沿至堆场的整体道路网络的单船装卸运输仿真模型。通过仿真模型的运行,分析集卡配置数量和车速对整船装卸时间的影响,研究发现集卡的数量应根据装卸的不同时段进行动态调配,集卡的车速提高不一定可加快整船的装卸效率。本模型为建立基于多船装卸运输模型的码头仿真预测系统提供了参考。     

支持语义验证的卫星网络仿真框架研究

为保证卫星网络仿真异构模型和服务的可重用性和互操作性,支持仿真的正确性验证,使用基于本体的集成工具Protégé和推理机Pellet建立了支持语义的卫星网络仿真框架.在分析支持语义的仿真验证概念基础上,明确了卫星网络集成仿真框架的实现目标,并提出仿真框架三维视图.针对卫星网络覆盖特性仿真任务,根据仿真框架生成的一致性仿真实例,开发了仿真应用并给出仿真分析结果,证明仿真框架可以保证仿真应用的语义正确性.     

基于HLA和Agent的分布式微观仿真框架的研究

计算机技术的不断发展,使得利用计算机仿真程序作对现实世界研究的应用越来越多.由于性能以及规模上的限制,目前多数仿真研究的领域为基于数据分析的类宏观仿真.微观仿真技术的难点在于模拟每一个实体的模拟运算量以及对于仿真系统快速响应的要求.通过合理使用分布式计算技术并结合现有的仿真平台HLA,利用微观模型工具JADE,我们提出了一个一般意义上分布式微观仿真的抽象框架,包括时间管理策略,实体行为,交互式消息机制模型等.通过对原型系统的测试结果表明,该框架设计能很好的适合大规模分布式微观仿真的应用.     

基于设计者智能主体模型的产品开发过程仿真

产品开发过程仿真是对产品开发过程进行预测、管理、评价和改进的有效手段.为了对产品开发过程中的人与组织因素进行仿真,提出了一种设计者驱动的产品开发过程仿真原理.重点对设计者智能主体模型进行了研究,采用INTERRAP混合结构建立了设计者智能主体结构模型,用分层有色随机Petri网描述了设计者的个体行为过程与协作行为过程.最后进行了系列仿真实验,初步证明了模型的有效性.基于设计者智能主体模型的过程仿真可在过程预测与评价、人因及组织分析、设计过程改进等方面发挥重要作用.     

驾驶员模型对Ⅱ型PIO预测影响研究

由速率饱和引起的Ⅱ型PIO(Pilot-in-the-Loop Oscillations)严重威胁着飞行安全.在基于描述函数法的Ⅱ型PIO预测中,建立了速率限制环节的描述函数模型,构建了具有速率限制环节的人机系统模型,分别采用驾驶员同步控制模型、补偿控制模型及Neal-Smith模型对人机系统Ⅱ型PIO预测进行了仿真对比研究.仿真结果表明代表着不同控制模式的驾驶员模型对预测结果有显著影响,飞行试验结果也表明不同的驾驶员对同一PIO构型给出了有差异的评分.     

基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模与仿真

利用计算机仿真技术的可控制性、可重复性、安全性、经济性、无破坏性等特点进行仿真与效能评估,是当前雷达与电子对抗领域研究中的重要手段,为此建立了一个基于Simulink的雷达仿真模块库。当仿真某种雷达系统时,只要从模块库中取出所需要的模块,修改参数后将它们连接起来,就可以迅速地搭建成所需的系统并进行仿真,极大地节省了建模的时间和人力物力。以一个脉冲多普勒雷达系统为例,介绍了搭建系统和仿真的过程。     

基于虚拟现实的轧钢实时仿真训练系统

将虚拟现实技术应用于轧钢实时训练系统仿真中,在对轧钢过程进行数学建模的基础上,运用OpenGL图形库,直观快速地再现了轧钢场景,实现了轧钢过程的可视化仿真,为轧钢操作工的训练提供了实时的模拟操作环境。实际应用表明,这种实时仿真技术是一种安全、经济、有效的训练轧钢操作工的方法与手段。介绍了系统的设计思想和总体结构,重点讨论如何运用OpenGL实现建模、仿真及动态驱动。     

航天系统分析与仿真基础程序库AstroLib

介绍了航天系统分析与仿真领域的一个通用程序库AstroLib。AstroLib是一个包含航天系统分析与仿真所需的航天动力学函数和数值算法的软件程序包，其正确性经过了大量测试。AstroLib具有跨平台、功能丰富、精度高、灵活性好等特点。AstroLib主要由四部分组成：支撑数据，航天动力学库，数学库和工具库。介绍了每部分的功能和组成。将程序库中的轨道积分程序和STK软件的高精度轨道模块进行了对比计算，结果表明三天轨道外推时两者的位置误差在2米以内。     

复杂系统能力需求模型的仿真技术与实现

为了实现复杂系统能力需求模型的仿真,提出了一种基于能力元概念构建仿真虚拟机实现能力需求模型可执行仿真的方法。首先采用巴科斯范式对需求模型进行形式化规范,再利用UML扩展机制将需求模型映射为仿真实例模型,并提出转换算法。最后,通过构建模型仿真虚拟机,实现了能力需求模型的可执行仿真,示例表明了该仿真方法的可行性。     

VRML在水泥生产过程层次仿真模型库研究中的应用

从层次法的角度出发，运用模块化建模的方法，进行了水泥生产过程计算机仿真模型库的研究，遵循模块划分的原则，结合生产实际，把水泥生产系统划分为若干个子系统和对象，然后用VRML语言逐一完成这些子系统和对象的三维动画构造，从而构建原始的仿真模型库，应用层次法，通过构建更加复杂的模型，并将其添加到模型库中，实现了模型库的动态增长过程，最后，作者又讨论了层次模型库的结构，这是一种树型结构，从而使层次仿真模型库具有更大的可组性和灵活性。     

大规模战役仿真分析中的因果追溯方法研究

在大规模战役仿真的结果数据分析中，因果关系的追溯分析是其中的重要环节。通过因果追溯分析，可以发现仿真模型存在的缺陷，发现仿真过程中对作战结果起决定作用的关键事件和事件序列，进而可以从更高的层次上发现战役过程中存在的内在规律，等等。针对战役仿真中因果追溯问题，分析其目前在理论和实践上存在的困难，现有手段所存在的缺陷，然后提出一个解决该问题的新的途径——基于行为建模的方法论。该方法论以仿真结果数据为基础，提取有关系统的行为以及因果关系，建立以因果关系为核心的行为模型，从而在行为模型的基础上进行因果关系的追溯。最后，对各种类型的追溯问题进行了一定的讨论。     

涡扇发动机模块化模型库及其应用

设计开发新的涡扇发动机是一项复杂耗时的工程,而计算机仿真是一种有效的解决办法。因此开发比较通用的计算机仿真模型已经成为一种发展趋势。本文以面向对象技术为基础提出了建立通用化的发动机模块化模型库的思路,并依据该指导思想在新的面向对象的仿真工具—Modelica语言基础上最终开发出一个包含涡扇发动机各部件在内的模型库,详述了模型库构建流程及其结构。在此基础上进一步建立了一个带开关磁阻电机的混合排气涡扇发动机模型。最后通过对其进行仿真来验证该模型库的实际效能并获得满意结果。     

基于多Agent的混凝土坝施工仿真与优化研究

混凝土坝施工仿真的复杂建模过程限制了其成为混凝土坝施工管理的有效手段。将智能化仿真与混凝土坝施工仿真相结合,提出了基于多Agent的混凝土坝施工仿真与优化方法。采用多策略建模方法来构建具有不同智能层次的Agent模型,简化了Agent模型的实现过程;阐述了混凝土坝施工过程仿真中仿真行为推理建模、规则知识的获取与应用、Agent间的通信与协商机制等多Agent实现方法;建立混凝土坝施工仿真系统Agent分类的整体模型结构,并论述了该系统的实现过程。基于多Agent的混凝土坝施工仿真系统的开发,增强了施工仿真的可信度和适用范围,实际工程的应用验证了该系统的有效性。     

间瞄火炮射击训练模拟系统的设计与实现

火炮射击训练不但需要大面积的场地和大量的训练经费而且存在巨大的安全隐患。这篇文章介绍如何应用系统仿真技术研制一套可以部分替代实弹射击的间瞄火炮射击训练模拟系统，该系统采用计算机实时仿真技术、弹道仿真技术、实时网络技术、串口通信技术和A/D、D/A技术，构成一个“功能先进，形象逼真，人人作业”的实时模拟仿真系统，为炮兵训练提供一种经济、有效、安全的新型训练方式。     

面向对象有限元分析技术及其实现方法研究

面向对象有限元分析技术将面向对象技术应用于有限元分析过程,将整个过程抽象为一个模型,形成仿真基类。然后根据不同结构的有限元分析特点和规律,对分析过程进行参数化描述,形成各种仿真子类,各仿真子类构成仿真类库。介绍了面向对象有限元分析技术的基本原理和仿真类库的设计方法,提出了面向对象多任务协同仿真概念。通过探针零件有限元分析程序的开发,说明了面向对象有限元分析程序的实现过程。