水声在波导中传播的建模及仿真研究

通过求解波动方程建立了水声在波导中传播的模型并进行了仿真计算。仿真结果表明：该模型基本反映了分层结构的波导的传播性质。将该模型用于匹配场定位和失配研究的结果进一步证明了该模型的有效性。     

基于DIS的水声对抗声学仿真系统设计

在分析了攻击武器、对抗装备、海洋声环境等水声对抗参与实体的声学特性、战技术性能及作战过程的基础上，设计了一套水声对抗声学仿真系统方案，建立了水声对抗参与实体之间的数据交互及时序控制关系，利用系统仿真、网络通信、计算机仿真及虚拟现实等技术建立了分布交互式的水声对抗声学仿真系统，利用校核、验证与确认（VV＆A）技术对建立的模型进行了充分的校验。该系统的显著特点是在声信号的层次上实现了水声对抗双方的建模与仿真，可用于水声对抗系统的研制、性能检测、效能评估和技术改进，同时也可用于水声对抗过程的模拟训练，具有广阔的应用前景。     

三维水声传播建模及并行算法研究

宽带声传播、匹配场定位、水下环境仿真等技术的发展对水声传播提出了越来越高的要求,如何开发快速准确并与实际海洋环境条件相吻合的三维声传播模型,并充分利用现代计算机技术实现声传播的快速计算已成为水声技术的一个重要研究方向。基于波束位移射线简正波(BDRM)理论,将射线-简正波方法和简正波-抛物方程方法结合起来,建立三维射线-简正波-抛物方程模型,同时为满足三维声场计算的时间需求,设计了射线-简正波-抛物方程模型并行算法,在高性能集群系统上的测试分析结果表明,设计的并行算法具有较高的并行计算效率。     

基于OPNET的水声网络信道仿真研究

水声网络是实现海洋监测、数据采集以及战略通信等的重要手段,但其受水声信道特性制约严重。为此,从介绍水声信道的特性出发,采用Thorp经验公式模拟海水吸收特性,在此基础上对路径损耗进行仿真解算,并改进Wenz噪声模型使之更好地接近水声信道的特性。进而,通过改进OPNET平台内置的传播时延阶段、接收机功率阶段、背景噪声阶段设计水声信道OPNET模型,使其适合水声信道,基本实现对真实信道的近似模拟。最后,设计OPNET移动网络模型,将模拟的水声信道加进移动网络进行仿真,分析水声信道特性对网络性能的影响。     

台湾海峡近海水声信道传递函数仿真研究

水声信道传递函数特性对水声通信系统的性能有着重要的影响。采用美国海军GDEM（generalized digital environmental model）中全球气候态月平均声速数据,基于BELLHOP射线传播模型,对台湾海峡近海北、中、南部三个站点在不同季节的声速剖面下的传递函数进行了仿真研究。仿真结果表明,台湾海峡近海浅海声信道的传递函数为锯齿状,间断出现子通带。平均子通带宽度与声速剖面和海水的深度的变化密切相关。     

水声目标辐射噪声的建模与仿真技术研究

海洋环境与目标特征的复杂性深刻影响着声纳设备的使用性能,仿真是掌握声纳设备在多变的海洋环境能够达到的实际性能的重要手段。针对声纳设备使用性能分析的仿真包括海洋环境仿真、目标特性仿真和声纳装备仿真,其中目标辐射噪声信号的建模仿真是整个仿真过程中的重要组成部分。介绍的对目标辐射噪声信号的仿真建模方法可用于分析和研究声纳的被动探测能力,对声纳设备的操作使用与发展研究具有重要意义。     

短波宽带通信系统中信道模型的研究

在Mastrangelo短波宽带信道模型的基础上采用其简化的Watterson短波宽带信道模型，针对不同的信道条件将信道分成了四种不同的信道类型，并根据信道测量结果给信道类型进行了赋值，最后本文提出了Watterson短波宽带信道模型的仿真方法。     

基于OPNET的水声通信网络设计与仿真

水声通信网络是实现如海洋数据采集、离岸勘测与战术监测等水下系统无线信息传输的主要手段,但其性能受水声信道特性影响严重.为此,采用oPNET对水声通信网络节点模型与分层协议进行设计与实现,其特征包括基于CDMA的多用户检测以及RTS-CTS-DATA-ACK信道握手流程与网络分配向量(NAV)帧冲突处理机制等.同时建立并测试了一个包含1个主节点与5个传感器节点的水声通信网络,仿真结果表明主节点物理层采用多用户接收技术能够更好的克服冲突,减少数据包重发,从而获得更高水声通信网络的吞吐量,减少端对端传输延时与能量消耗.     

基于波束跟踪的运动声源和接收器宽带脉冲传播仿真

应用傅立叶综合方法和波束跟踪理论,研究了分层介质中运动声源和接收器的宽带脉冲声传播,根据运动声源和接收器声传播的简正波理论,导出了基于波束跟踪方法的运动声源和接收器宽带脉冲声传播表达式.结合实例计算分析了宽带脉冲声传播的特点,并与宽带简正波的计算结果进行了比较,二者符合较好,证明了这一仿真模型的有效性.     

基于FIR数字滤波器的宽带噪声数值模拟

各种水声信号处理方法的性能分析和检验,都要求用数值模拟方法产生环境噪声场。分析了海洋环境噪声的空间相关性,基于噪声源的远场非相关假设,提出了一种任意空间分布宽带噪声场的数值模拟方法,该方法的关键是采用FIR数字滤波器实现高精度连续时延。对空间均匀各向同性噪声场的数值模拟结果显示,其空间相关特性及空间角度谱与理论分析基本一致,表明该方法是有效的。     

子母战斗部系统仿真平台设计与实现

采用模块化软件设计思想,利用Visual C++基于windows系统开发了子母战斗部多种模型算法模块、数据库模块、可视化界面模块,建立了一种具有通用性和易扩展性的子母战斗部系统仿真平台。在该平台上对某子母战斗部系统进行了仿真研究,仿真结果表明该仿真平台性能可靠、结果可信度较高。子母战斗部系统仿真平台的建立,为子母战斗部系统的研制、开发提供了数字化平台,具有广泛的应用前景。     

基于DIS的水下制导系统数据库设计

主要介绍了基于分布交互式仿真 ( DIS)的水下制导系统数据库构成的基本原则和体系结构 ,给出了技术实现途径和方法 ,并对数据的连接与控制进行了分析。对数据类型、分布操作和动态操作过程进行了说明 ,介绍了管理系统的总体设计思想、方法 ,给出了系统总体设计方案     

基于NS2的网络控制系统仿真平台的设计与实现

利用网络仿真软件NS2实现真实网络环境的模拟,设计并实现了网络控制系统实时仿真平台。此平台利用Matlab/Simulink实现控制器/被控对象的仿真;利用NS2模拟真实的网络环境;利用Java网络接口模块连接Matlab仿真对象和NS2网络模块。既发挥了NS2的网络仿真优势,又利用了Matlab强大的控制系统仿真功能,很好地实现了对网络控制系统的实时仿真。仿真实验证明此平台可以真实地模拟多种网络环境,并分析了不同的网络环境对系统控制品质和稳定性的影响。     

基于Agent的分布仿真环境原型设计与实现

基于Agent的分布仿真是基于Agent的建模与仿真(ABMS)研究的重要内容。在提出的基于Agent的分布仿真软件框架和通信系统的基础上,利用Java语言和面向对象的方法实现了一个基于Agent的分布仿真环境原型系统ADSimE。对该分布式仿真环境的主要实现细节进行了阐述,给出了全系统的主要Agent类的UML设计图,重点阐述了保守策略仿真Agent类和乐观策略仿真Agent类的设计及处理流程。最后以闭合排队网络为例,说明了怎样在该环境下进行基于Agent的分布仿真应用的开发。     

网络控制系统仿真平台的设计与实现

已有NCS仿真平台采用单一的全数字仿真或半实物仿真方式,在灵活性或真实性方面具有一定的局限性。首先归纳理想NCS仿真平台所应具有的品质,然后以其为指导提出了一种新的NCS仿真平台的实现框架,并基于MATLAB、OPNET、VisualC 等软件平台和软件组件设计思想实现了仿真平台NCS-SP(NCS-SimulationPlatform)。NCS-SP突破时延小于一个采样周期的限制,提供不同模块的多种选择属性,从而克服已有平台的不足,增强了仿真平台的有效性和灵活性。最后,通过不同网络环境下的仿真试验分析了网络时延和丢包对系统性能的影响。     

基于Internet的系统辨识虚拟实验平台设计

介绍了一种基于Java Applet及Matlab/Simulink技术构建系统辨识虚拟实验平台设计方案.该平台采用B/S模式,在浏览器上运行Java Applet客户端程序构成虚拟实验的操作平台,利用WEB服务器、虚拟实验服务器(VLab)及Matlab/Simulink,共同构成实验信息发布、实验数据传输和实验对象模型辨识三者合一的系统辨识虚拟实验平台.提供了一该设计的具体实例.     

智能无人潜水器半实物仿真平台设计

为了验证无人潜水器系统的软件逻辑及智能控制系统的硬件体系、数据接口和可靠性,通过对其体系结构中的决策层进行实物仿真,对感知层和行为层进行功能性虚拟仿真来构建半实物仿真平台。详细阐述了该平台的硬件和软件体系结构,对虚拟仿真中的运动仿真、传感器仿真以及实物仿真中智能控制系统的设计做出了说明,进行了自主避障仿真试验和远距离航行仿真试验,该半实物仿真平台对实际海试具有重要的参考价值。

Abstract：

To verify the system software logic of a newly designed autonomous underwater vehicle and the hardware architecture,data interface and reliability of the intelligent control system,the semi physical simulation platform was established by combining physical simulation of decision layer with virtual simulation of perception and behavior layer.The hardware and software architecture of the simulation platform were explained in detail.The virtual simulations of motion,sensors and physical simulation of intelligent control system were described.Finally,the obstacle avoidance simulation and long voyage simulation tests were conducted,and the platform is important for the success of sea experiments.     

基于ODE的六自由度平台系统设计与仿真

在六自由度运动平台的系统设计阶段和运行调试阶段采用可视化技术,可以直观地观察到平台系统的设计参数是否合理,减少控制参数选择不当造成对平台的损坏,为平台的研究提供了极大地方便。首次提出了基于ODE(Open Dynamics Engine,开源动力学引擎)的六自由度运动平台的运动仿真及其可视化设计方法,该方法能够与实体平台程序实现无缝连接,在此基础上开发出六自由度平台可视化软件,对六自由度运动平台进行了正弦运动仿真,结果表明该虚拟平台能够实时模拟真实平台的协调运动,为实体平台系统的设计与运行调试奠定了基础。     

基于FPGA阵列的超大规模SoC验证平台

介绍了超大规模片上系统(SoC)验证平台的设计与实现。该验证平台采用多片现场可编程逻辑门阵列(FPGA)构成超大规模FPGA阵列,针对SoC的典型特点设计了平台拓扑结构和组成单元。该验证平台仿真规模大、互连资源丰富、工作频率高、扩展灵活。应用实例表明该平台具有良好的实用价值。