系统动力学运算过程图分析方法——以供应链模型参数调控延迟计算为例

针对系统动力学仿真方法存在的两个问题，一是仿真结果的数值输出，其数值大小动态变化过程直观性差，不利于理解与应用；二是因仿真程序内涵与计算过程被隐藏，使得流图模型的因果链、仿真方程、仿真程序、仿真数值结果间的内在关系不能较好地展示出来.论文以供应链模型的仿真数值输出为例，首先将流图的因果链与仿真方程相结合建立运算因果链，将运算因果链与仿真方程相结合建立数据过程顶点，进而将数据过程顶点集合与运算因果链组合成"运算过程图"，展示变量顶点值计算过程，解决仿真数值输出难以理解的问题.接着，进行单参数调控延迟量的仿真规律研究，推导出单参数调控延迟量计算的2个定理，为相关参数调控的延迟计算及理论分析提供依据.文章提出的运算过程图具有3个功能：1）直观展示仿真数值计算过程；2）揭示系统动态变化规律，为模型仿真规律展示和研究提供一个新平台；3）验证系统动力学模型的可靠性.     

柱形杆高速碰撞薄靶板的数值仿真

探讨了SPH数值仿真算法的基本原理及该算法的优缺点；采用该算法对柱形杆高速碰撞钢制薄靶板过程中的击穿、粒子飞溅及碎片云的形成进行了数值仿真；解决了四棱柱形钢杆SPH粒子单元模型的建立问题，分析了作用过程的物理机理；表明SPH算法适用于解决高速冲击动力学问题，模拟和预测材料在高速碰撞下的瞬态响应。     

高效的因子分类筛选方法及仿真应用

针对序贯分支（SB）方法难以对位置效应和散度效应同时筛选的情形，基于多重序贯分支的基本思想，同时考虑位置和散度效应，将显著因子分类别筛选出来。首先，通过“预分支”步骤，将因子按照其位置和散度效应符号分组；然后，采用序贯分支方法将所有子组同时进行位置和散度效应显著性检验，在结合序贯概率比检验（SPRT）控制筛选过程中的第一类和第二类错误的基础上，实现因子的分类筛选，以便后续阶段的建模及优化；最后，通过仿真试验说明所提方法在解决因子分类筛选问题上的有效性、高效性及稳健性。     

双稳系统数值仿真模型的稳定性分析

数值仿真方法是双稳系统输出特性研究中经常使用的方法。双稳系统离散模型的稳定性分析是对其进行数值仿真研究的基础．以前的研究未能给出模型的稳定性条件。通过理论推导，分析并得到了双稳系统数值仿真模型在不同参数取值下的稳定性条件．在此基础上进行了数值仿真试验，数值仿真结果与理论分析结果相一致，为双稳系统数值仿真研究时的参数选择提供了依据。     

一维流体相变过程的统一分布参数模型及数值仿真方法

流体流动相变系统在工程领域具有十分广泛的应用。针对流体相变系统动态过程仿真模型所存在的几个主要问题，建立了一维流体相变系统动态过程的统一分布参数模型。给出了一种基于流体质点追踪思想的解析．数值混合仿真方法，有效地解决了此类系统现有动态仿真模型中难以避免的数值稳定性问题、仿真模块频繁切换问题和工质相变点瞬态位置难以准确确定等问题，从而为一维流体相变系统提供了一种十分有效的建模及数值仿真方法。     

有风险控制的最优资产组合的数学建模与计算分析

主要解决有风险控制的最优资产组合问题。采用修正后的序列log-最优资产组合模型，取多周期收益率乘积对数值的期望值，约束条件为：（1）风险控制函数值应在[rmin,rmax]范围内；（2）资产组合的分量之和为1。在算法实现时则采用一种新兴方法－最优保存遗传算法，并用C语言实现。     

M—TurboC开发环境及其应用

近十年来，ＭＡＴＬＡＢ在国际上的影响很大，但它有局限性，这就是仅具有复矩阵形式的单一的数据结构；不能适应非线性算法的要求；作出的软件包或工具箱的人机交互界面不好；仿真速度太慢等。为了克服这些缺点，国际上很多人作了很多局部的扩展工作，但效果都不理想。为了更好地解决这些问题，研制了Ｍ＿ＴｕｒｂｏＣ．Ｍ＿ＴｕｒｂｏＣ是将ＭＡＴＬＡＢ嵌入ＴｕｒｂｏＣ构成的，具有ＴｕｒｂｏＣ式的源程序结构。Ｍ＿ＴｕｒｂｎｏＣ的操作环境下可以随意使用Ｍ＿ＴｕｒｂｏＣ预处理器，或ＴｕｒｂｏＣ环境或ＭＡＴＬＡＢ环境。可以依用户的愿望，扩充Ｍ＿ＴｕｒｂＯＣ的算法。这样，就为克服ＭＡＴＬＡＢ的缺点奠定了基础。     

仿真输出分析中置信区间的Bootstrap估计方法

介绍了一种非参数统计分析方法，并将此方法应用于仿真输出分析，从而解决了传统方法的局限性。建立了感兴趣的性能测度的Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ置信区间估计的步骤，并通过仿真实验进行了验证。Ｍ／Ｍ／１排队系统的仿真实验结果表明，这种方法能给出合理的点估计和有效的置信区间，而且仿真精度较传统方法有明显提高。     

基于框图的分数阶非线性系统仿真方法及应用

针对在实际情况中应用越来越广泛的分数阶微积分系统,提出了分数阶微积分方程的框图求解法。通过Simulink搭建仿真框图,可以直接求出分数阶非线性微积分方程的数值解析解。该方法最大的优点是能够解决由一般的分数阶微积分知识所不能或是很难求解的复杂分数阶微积分问题,对于分数阶的线性微积分方程也完全适用。用仿真实例进一步演示了该方法的简洁、有效,可以解决任意的分数阶微积分方程的求解问题。     

旨在缓释发行银行风险激励效应的或有可转债设计与定价

为了缓释CoCos内蕴的对发行银行的风险激励效应，增强其市场吸引力，设计了一种关联发行银行财务困境成因的减记条款：对于发行银行因自身经营不善而导致的财务困境，此CoCos并不实施减记。在此基础上，运用马尔科夫状态转移方法和结构化定价方法，确定了CoCos价值、发行银行资产价值、股权价值和阈值的表达式。进一步，通过数值模拟与对比分析等发现：CoCos的适宜设计可藉其缓释发行银行的风险激励效应；所设计的减记条款具有情景依赖性：若发行银行经营能力下降，则其受经济周期所处状态的影响程度趋于增大；发行银行资产价值和CoCos价值均随风险的增大而减小，特别地，受风险偏好等因素的影响，在经济繁荣期上述相应效应呈现出非线性特征的“微笑”形态。     

Class of modified parallel combined methods of real-time numerical simulation for a stiff system

A class of modified parallel combined methods of real-time numerical simulation are presented for a stiff dynamic system. By combining the parallelism across the system with the parallelism across the method, and relaxing the dependence of stage value computation on sampling time of input function, a class of modified real-time parallel combined methods are constructed. Stiff and nonstiff subsystems are solved in parallel on a parallel computer by a parallel Rosen-brock method and a parallel RK method, respectively. Their order conditions and convergences are discussed. The numerical simulation experiments show that this class of modified algorithms can get high speed and efficiency.     

用于实时仿真的高阶Runge—Kutta方法

本文简要分析低阶实时仿真算法，构造实时的高阶（ｓ＝６，ｐ＝５）实时Ｒｕｎｇｅ—Ｋｕｔｔａ方法，分析了该方法的收敛阶条件和稳定性，并具体给出了三组实时仿真算法公式，数值试验结果表明，构造的实时高阶Ｒｕｎｇｅ—Ｋｕｔｔａ方法是可行的、有效的。     

高速杆式弹侵彻有限厚靶板数值模拟

运用AUTODYN动力学仿真软件对高速(1.2～3km/s)杆式弹侵彻有限厚靶进行数值模拟。分别计算了Lagrange算法和SPH算法以及不同计算规模下,杆式弹高速侵彻过程,对比分析了侵彻后效的工程计算结果,并研究了不同着速、着靶角和弹丸头部形状对弹丸侵彻后效的影响。算法分析表明,拉氏算法可以更好模拟侵彻界面变化,SPH则可以更好模拟材料破碎飞溅;Lagrange算法0.75mm网格和SPH算法0.5mm粒度即可满足算例问题的计算精度。并指出对高速杆式弹的侵彻研究和设计需要根据着速等初始状态的不同而综合考虑。     

不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪简化算法

传统的Backstepping自适应控制方法需要对虚拟控制律进行求导,从而导致“计算复杂性膨胀”。动态平面控制技术能够克服这一缺陷。将这一技术扩展到一类具有参数严格反馈形式的不确定非线性系统输出跟踪,这类系统同时包含线性参数和未知非线性函数两种不确定性。所设计的控制算法比现有算法大大简化,解决了“计算复杂性膨胀”问题;运用Lyapunov理论证明了闭环系统一致最终有界,仿真结果表明了算法的有效性。     

带非线性观测器的欠驱动船舶自适应动态面输出反馈轨迹跟踪控制

针对船速与艏摇角速度均不可测的三自由度欠驱动船舶轨迹跟踪问题,考虑在海洋环境扰动未知,提出一种带非线性观测器的动态面自适应输出反馈控制方法。该方法通过对系统模型进行坐标变换,设计非线性观测器估计船舶的速度向量;采用动态面技术可处理反演法对虚拟控制量求导导致的“微分膨胀”问题,减少计算量;同时采用自适应律估计海洋环境干扰的界值,从而防止参数漂移。利用Lyapunov函数证明该控制律可保证船舶轨迹跟踪误差的一致最终有界性,仿真结果证明了所提出控制方法的有效性。     

基于HLA的Petri网分布式仿真中的数据过滤方法

在应用Petri网对大规模复杂系统建模和仿真时,Petri网模型可能出现组合爆炸的现象,从而占用大量的计算资源。考虑到Petri网的并发特性,可将Petri网模型分解为若干子网,进行并行或分布式仿真。在基于HLA的Petri网分布式仿真中,各联邦成员之间需要进行大量的数据交换,从而实现令牌(token)在子网之间的流动。因此,减少冗余数据的传输是提高分布式仿真性能的一种有效途径。对基于HLA的Petri网分布式仿真中的四种数据过滤方法进行了分析和研究,并通过仿真实验比较了它们去除冗余数据的有效性。     

基于GTD的进近着陆系统多径效应仿真

针对进近着陆系统对于环境的影响十分敏感的问题，采用几何绕射理论（GTD）仿真分析了进近着陆系统的多径效应，给出了跑道旁边的机棚造成多径问题的仿真结果，从而为评估环境对着陆系统的影响提供了一种有效的技术途径。     

着速和着角对硬目标侵彻过载影响的数值仿真分析

利用数值仿真工具LS-DYNA3D,对整体侵彻弹侵彻有限厚混凝土靶板问题进行了数值模拟实验。仿真结果表明,着速和着角对侵彻过载有很大影响,着速越高,侵彻过载峰值越大;着角越小,过载曲线越平滑,过载峰值的出现也渐显规律。仿真实验结果与试验相符,为硬目标侵彻引信的设计及性能评估提供参考。     

爆炸效果动态建模研究

爆炸效果是虚拟战场环境仿真中提升真实感的重要手段之一。论文通过对地面和水面爆炸现象和基本原理进行初步研究和分析,基于粒子系统对爆炸过程中相关的火光闪现、碎片运动、烟雾运动、爆炸水柱等过程分别进行动态建模和逼真模拟,给出了爆炸效果仿真基本模型,在虚拟战场视景仿真、模拟器研制、游戏开发等方面均具有比较广泛的应用前景。     

随机连续动态系统的连续时间随机逼近辨识的数值实现

本文讨论随机连续动态系统的连续时间随机逼近(CSA)辨识的数值实现及仿真.文中首先回顾了随机连续动态系统辨识的算法和理论分析结果,然后基于数值积分技术和常微分方程的数值解的欧拉法和龙格一库塔法,给出了CSA法的两种数值实现方法.仿真结果显示了本文方法的有效性.