基于模型驱动架构的舰载指控系统仿真研究

基于模型驱动架构(MDA)及组件技术的理论和方法提出了一种新的舰载指控系统仿真开发框架,包括应用层、平台无关模型(PIM)层、平台相关模型(PSM)层、平台层、工具集及信息资源库。结合实例着重介绍了领域建模语言及仿真模型的构建方法。提出了一种基于元模型和状态机的舰载指控系统领域建模语言开发方法;按照组件化设计思想,将仿真模型实现为设计组件与运行组件;实现了模型组合集成、模型转换、模型代码生成的自动化。应用表明,基于该开发框架的舰载指控系统仿真,提升了仿真软件开发的抽象层次,提高了仿真软件的开发效率和可维护性。     

基于组件的计算机组成原理虚拟实验室的设计与实现

提出了一种基于组件技术的计算机组成原理虚拟实验室(PCOVL)的设计模型和实现方法。该系统采用Java语言实现,具有良好的平台无关性。以Java Bean组件技术开发元器件,并利用Java反射技术实现了系统动态调整组件属性和行为的功能;结合数据驱动原理,多线程技术的wait、notify机制,以及锁的同步控制技术,提出一种基于数据驱动的触发式调度机制,有效的解决了具有复杂关系的组件之间的数据传递和调度运行的问题。PCOVL实现了可视化的定制实验流程、运行期间随机改变组件状态、以及实验结果的动态实时显示等功能,为开发计算机硬件类课程虚拟实验室提供了有力的技术支持和理论基础。     

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。     

基于基本对象模型的组件式成员规划技术研究

在遵循FEDEP标准的联邦开发过程中,出现了一种组件式的联邦开发模式.该模式不再以联邦成员为基本单位,而是以仿真模型组件为单位多人协调合作开发所需的联邦.以构建大规模的分布式仿真系统为背景,对基于基本对象模型的组件式成员规划技术进行了研究,提出了三种基于不同指标的成员规划方法.结果表明,使用该方法能够在仿真过程中将各组件快速组装成仿真成员,并且合理规划到各仿真节点上,从而实现仿真系统的快速构建.     

基于能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计

针对目前作战仿真Agent软件实现模块化程度不高、复用性较差和开发效率较低的问题,提出了一种基于Agent能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计方法。提出了BDI模型在作战仿真Agent中的实现方式及其能力封装与能力关系的基本概念;基于能力封装,设计了作战仿真Agent能力组件的结构、要素、功能类和执行算法;基于能力关系,设计了基于能力组件的作战仿真Agent通用执行模块的结构、数据模型、功能类和执行算法。以装甲分队平台级仿真Agent的实现为例,验证了方法的可行性与有效性。     

基于组件的分布离散事件仿真环境

基于组件的设计是在面向对象的设计基础上发展起来的一种软件设计方法，该方法采用层次化、模块化、标准化的思想来分析和设计系统，提高了系统的重用性，减少了应用开发的工作量，便于系统的升级和扩充。本文从分布离散事件仿真的特点出发，结合基于组件的软件设计思想,建立了仿真组件模型规范，提出了一种分布仿真算法，并开发了相应的仿真环境。该方法适用对大型、复杂系统进行建模和仿真，能有效支持模型重用。仿真环境具有较好的灵活性和扩展性。     

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。     

基于LabVIEW的浮船坞配载实时控制与仿真

对浮船坞配载实时控制的算法进行了研究,并基于LabVIEW软件平台建立了浮船坞配载实时控制与仿真系统。首先介绍整个系统的构成及各个模块之间的数据传递过程,然后以分段上坞模拟模块和调水决策模块为例详细说明系统的优化模型和实现方法。该系统调用Matlab进行配载和调水决策过程的优化计算,利用LabVIEW自身计算功能配合Matlab完成调水仿真过程的计算。以船舶结构分段上坞过程为例对系统的工作流程进行说明。仿真结果表明,提出的优化模型和算法,运算结果合理,开发的仿真系统界面简明清晰、实用可靠。     

BOM组件式仿真系统数据驱动方法

仿真系统的数据驱动方法的研究内容包括想定标准化、想定的加载和模型的数据驱动三个方面.针对传统的基于成员层次的分布仿真系统开发模式的数据驱动导致大量人力物力开销,效率低下的局限性,采用BOM作为组件模型描述规范来构建组件式仿真系统,通过用户模型开发规范化,仿真模型组件生成自动化以及通用仿真运行框架统一化等支撑技术来提供高效的模型数据驱动环境;通过通用想定解析模块,采用集中、分时的方式分发仿真脚本数据进行仿真系统环境配置以及更新调整,提高仿真系统的数据驱动的效率和质量.     

基于BOM组件模型的可组合性研究

首先讨论了仿真模型及其接口,模型的语法组合、语义组合以及组合的判定方法。重点研究了BOM模型组件在HLA中的运用,利用BOM状态机分析了基于BOM的仿真模型组件的组合特性,探讨了基于BOM仿真模型组件的仿真系统框架的构建方法,研究了在资源库管理系统中基于BOM组件的模型组合装配问题。通过对基于BOM的组件模型的可组合性研究,促进了模型开发和接口设计的标准化,同时增强了模型的重用性和互操作性,提高了建模仿真的效率。     

基于COM技术的多移动机器人仿真系统

提出了一种基于COM(ComponentObjectModel,组件对象模型)技术的多移动机器人仿真系统的模型,并通过该模型初步实现了一个将移动机器人控制器组件化的仿真平台。COM规范定义的组件模型所具有的进程透明特性和可重用性很好地对应了多移动机器人系统的分布式特点。采用COM技术的多移动机器人仿真系统,具有良好的分布式运行能力和方便的实时交互能力,极大地方便了多移动机器人系统的研究工作。     

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension, RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。     

一个面向基坑工程领域的三维仿真模型构件库

基于构件的软件复用技术可以很好地支撑三维仿真系统开发,是解决基坑工程领域三维建模的有效工具。针对基坑工程仿真系统应用,分析了可复用的三维构件模型,重点讨论了该领域构件的表示和检索技术;创建了一个用于管理这些复用构件的构件库系统;最后给出了该构件库系统的一个应用实例。     

基于DEA方法的供应链效能评估

针对目前对供应链的投入产出效能只能进行定性分析和简单定量计算的情况,把供应链看作一个具有输入输出的系统,以供应链不同阶段的投入为输入指标,以客户对供应链的满意度为输出指标,利用数据包络分析(DEA)方法,建立了供应链投入产出效能评估的数学模型.以企业内部供应链为例,通过MATLAB进行了仿真计算,根据计算结果给出了改进供应链效能的相关建议.     

基于DEVS的BOM组件与仿真引擎研究

在组件化建模与仿真领域内,基于BOM规范的KD-XSRFrame组件建模与仿真框架得到了广泛的应用,但是以离散时间仿真为手段的设计模式使得由BOM组件构成的仿真系统性能不高。因此,如何提高运行效率成为基于BOM的组件式建模与仿真必须解决的问题。根据现有组件系统的不足,引入离散事件的概念重新设计了BOM组件模型和仿真引擎,提出了基于离散事件系统规范的BOM组件建模框架,实现了以事件为中心的仿真引擎。测试结果表明该系统能有效地减少模型调用和引擎工作的开销,显著地提升了整个仿真系统的运行性能。

Abstract：

In the field of MS of Component, the modeling and simulation framework based-on Basic Object Model （BOM） named KD-XSRFrame has been used widely, but its performance is inefficient for the design basis of discrete time. And the key issue in BOM component MS is how to improve the performance of simulation application. The deficiencies of legacy system was profoundly discussed, the BOM component and its engine were reengineered by using the concept of discrete event, a new modeling framework of BOM base-on Discrete Event System Specification was put forward, and a new engine was designed which focused on events. The experiment shows that the BOM component and engine of discrete event can sharply decrease the spending of model function calling and time advancing, and greatly improves the performance of simulation application system.     

基于组件的实时入侵检测虚拟实验室的设计与实现

提出了一种基于组件技术的入侵检测虚拟实验室系统的设计模型和实现方法。该系统采用Java语言实现，具有良好的平台无关性。以Java Bean组件技术对数据生成和入侵检测系统的感应器模块、分析器模块、统计显示模块、配置管理模块进行了开发，实现了软件重用和系统的可扩展性。系统客户端以Java Applet实现，用户能够可视化地制定试验流程，指定模拟攻击流类型、配置过滤规则和检测规则以及选择试验结果的显示形式。整个实验过程中，用户能较直观深入的参与入侵检测系统的具体配置和操作，对于了解和掌握入侵检测系统的结构和主要原理大有帮助。     

复杂产品多分辨率模型跨层次切换技术

在复杂产品研发设计过程中,不同设计阶段有不同的设计目标,并依据仿真目标有不同类型的仿真任务,需要不同分辨率的复杂产品仿真模型参与仿真。针对多分辨率特性对模型与接口进行定义,在此基础上研究模型分辨率的控制机制,对系统结构状态和模型分辨率状态分别建立描述机制,提出系统分辨率的控制机制,梳理出一种跨层次切换技术。经过实验验证,该方法可有效解决模型分辨率切换问题,在保证仿真精度的同时,提升仿真效率,节省所需的仿真资源。该方法结构简单,有望在未来进一步推广使用。     

基于交互式多模型算法跟踪临近空间目标

由于目前机动目标模型越来越向模块化、并行计算的方向发展,对目前算法计算效率提出了更高的要求。对于临近空间超声速机动目标一般采用多种机动模型跟踪,单一模型已经很难满足高精度跟踪的需要。因此需要使用基于多种模型进行交叉耦合的交互式多模型（interacting multiple model, IMM）算法,这种算法特点与临近空间目标高速、高机动特性相适应。同时考虑到扩展卡尔曼滤波 (extended Kalman filter, EKF) 算法对强非线性对象滤波效果不好, 无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)算法对于此类问题,可以很好地加以解决。仿真对比试验表明,交互式多模型〖CD*2〗无迹卡尔曼滤波(interacting multiple model unscented Kalman filter, IMM UKF)算法优于单一模型EKF算法。     

小卫星姿控系统设计、分析与仿真测试一体化平台开发

基于并行工程的开发理念,依据星上姿控系统的技术特点和开发流程,搭建了一个集任务分析、控制算法设计与优化、软硬件开发、分系统及整星仿真、测试和验收于一体的"小卫星姿控系统设计、分析与仿真测试一体化平台",实现"边设计边测试"的高级开发理念,可为小卫星姿控系统研制开发全过程提供一整套技术解决方案,对于减少整星集成测试出错及零部件返工、提高系统开发过程中的柔性、缩短系统开发周期具有重要意义。仿真试验结果表明,集成平台可大幅提高卫星姿控系统开发效率,对后续系列型号卫星姿控系统的研制开发也具有重要应用价值。     

基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模

在分析交流异步电机数学模型的基础上,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建交流异步电机控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用电流滞环控制。仿真结果证明了该方法的合理性、有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。