基于多核平台的乐观并行离散事件仿真

计算机处理器的发展已进入多核时代,为并行离散事件仿真的推广提供了良好的契机。分析了离散事件仿真多核并行化的并行编程模型及时间同步问题,采用乐观同步协议设计实现了一个基于多核平台的并行离散事件仿真引擎。在具有8个执行核的惠普多核服务器上,使用Phold模型系统地测试了并行仿真引擎的各项开销以及事件粒度、进程数目、前瞻量、事件的本地性对仿真性能的影响。实验结果表明,对于事件粒度较大的仿真应用,基于多核平台的乐观并行离散事件仿真能获得良好的加速比。     

并行分布仿真中负载平衡的调度算法研究

并行分布式仿真对复杂大规模动态系统的研究，以及探索其长远的应用空间提供了便利，近年来日益成为研究的热点。在并行分布式仿真中，资源的负载平衡对于维护长时间运行的分布仿真演练的高逼真性是十分必要的。首先分析了分布式仿真中存在的一些负载平衡问题，进而提出了两种负载平衡的方法，以及集中与分布两种实现方式；然后提出了一种具有启发式的征募算法，最后分析了负载监测及迁移策略的实现方法。     

并行分布式仿真中最小时间窗MTW算法研究

并行分布仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索其长远的应用提供了便利,近年来目益成为研究的热点.然而时间管理是关注并确保并行分布仿真正确执行的核心机制,也是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一.首先分析了乐观机制存在的弊端;然后提出了一种不依赖反消息就能乐观推进的MTW混合推进算法,详细阐述了算法的思想、步骤及其实现,最后对算法进行了分析,证明它在一定程度上能够有效避免极端乐观和过分保守.     

资源受限单机动态调度的并行GA算法研究

研究资源受限系统动态调度问题，针对时序约束问题提出一种并行遗传算法(PGA)。给出满足排序优先次序约束的一种基因编码方法；采用不破坏优先级可行性的交叉操作，并予以证明：建立一种并行处理机制，使搜索避免出现局优现象。在技术允许情况下，单机动态调度引入抢占式加工方式，会一定程度上提高系统的性能。通过仿真试验验证，并行OA算法可兼顾优化效果和计算效率，解决单机动态调度问题。     

CHY-Ⅲ仿真计算机系统体系结构

从大型战略武器系统的数字仿真、半实物仿真和闭环动态测试的需要出发，把先进的ＭＰＰ技术和先进的仿真技术相结合，提出了一种分布存储、基于消息传递的并行仿真计算机系统结构。它采用虫蚀寻径通讯技术和高速开关网络，构造了一个ＭＩＭＤ的大规模分布式并行仿真系统。实践证明，这种结构具有良好的可扩展性、灵活性和较高的并行效率     

CHY-Ⅲ信息计算机系统体系结构

从大型战略武器系统的数字仿真、半实物仿真和闭环动态测试的需要出发，把先进的ＭＰＰ技术和先进的仿真技术相结合，提出了一种分布存储、基于消息传递的并行仿真计算机系统结构。它采用虫蚀寻径通讯技术和高速开关网络，构造了一个ＭＩＭＤ的大规模分布式并行仿真系统。实践证明，这种结构具有良好的可扩展性、灵活性和较高的并行效率。     

PDES策略在冷连轧动态系统仿真中的应用研究

并行离散事件仿真(PDES)策略是当今仿真界研究的热点，它是解决复杂系统问题以及分布式仿真交互管理的有效工具之一。冷连轧动态仿真是由多台计算机组成的分布式协同仿真系统，该论文在处理其中的离散事件管理以及系统运行的逻辑管理上不仅使用到并行离散事件仿真策略，而且在某些应用上改进或调整了PDES仿真算法，取得了预期的控制效果。     

基于MATLAB/SIMULINK与FLUENT的协同仿真方法研究

以水下机器人的动态行为仿真为背景，针对单一环境下仿真水下机器人动态行为和流体动力学问题存在的局限性，提出了基于MATLAB／Simulink与FLUENT协同仿真的解决方案．首先介绍了MATLAB／Simulink与FLuENT的运行机制，分析了两个仿真环境实现协同仿真的技术可行性并提出了三种可行的接口方式。以此为基础，重点研究了FLUENT中嵌入MATLAB／Simulink与MATLAB／Simulink中嵌入FLUENT两种嵌入式协同仿真方式以及并行协同仿真方式的基本思想和具体实现方法．此协同仿真方法不仅对于研究流体环境中物体运动与流体动力紧密耦合的问题提供了有效手段，也为研究其它与流体紧密耦合的物理现象提供了解决思路。     

Markov控制过程基于性能势仿真的并行优化

Markov控制过程是研究随机离散事件动态系统性能优化问题的一个重要模型，并在许多实际工程问题中有着广泛的应用。在Markov性能势理论的基础上，我们讨论了一类连续时间Markov控制过程在紧致行动集上的性能优化仿真问题。由于实际系统的状态空间往往非常巨大，通常的串行仿真算法，可能耗时过长，也可能由于硬件限制而无法实现，故我们提出了一种基于性能势的并行仿真优化算法，来寻找系统的最优平稳策略。一个仿真实例表明该算法有较好的运行效率。该算法可应用于大规模实际系统的性能优化。     

面向并行Agent仿真的合成基准测试模型

为了评估并行仿真算法的性能,需要建立一个基准测试模型。针对并行Agent仿真研究领域中缺乏一种与应用无关的基准测试模型这一问题,在借鉴并行离散事件仿真中经典的合成测试模型PHOLD设计思想的基础上,根据基于Agent仿真的特点,提出面向并行Agent仿真的合成基准测试模型,利用该模型可以方便地合成符合不同应用特点的计算负载,去除与应用相关的因素对性能分析的影响,能够为不同的并行Agent仿真研究者提供一个公共的测试基准。最后,采用该模型从实验层次上分析了Agent计算粒度、所采用的处理器数目等因素对并行Agent仿真加速比的影响。     

交通流分布式并行模拟的同步算法研究

在对保守的、避免死锁的同步策略进行深入研究的基础上 ,提出了适用于交通流分布式系统预计费用估计和事件状态分析的方法 ,并在此基础上形成了交通流分布式并行模拟的时钟同步算法 .从而为道路网分布式并行模拟的实现开辟了道路 ,为满足智能运输系统 (ITS)中网络模拟大规模、高效率和实时动态的要求奠定了基础 .     

带有信息有限预知的片堵塞加拿大旅行者问题

提出突发性片堵塞下的实时路径选择问题即片堵塞加拿大旅行者问题(regional blockages Canadian traveller problem),考虑出行者对堵塞信息有限预知的情形,从在线问题与竞争策略的角度,建立片堵塞加拿大旅行者问题在线路径选择模型,设计贪婪策略,结合片堵塞中多条路段同时发生堵塞的特点,通过比较信息预知点到片堵塞起始点的路段(预知路段)通行时间与最短路径上堵塞路段恢复时间的大小来分析策略的不同情形,证明贪婪策略竞争比,并讨论影响贪婪策略竞争比的预知路段通行时间临界值.     

基于非对称模型的欠驱动USV自适应路径跟踪控制

研究海流等外界扰动环境下一类非对称欠驱动无人艇的路径跟踪问题,提出了一种自适应路径跟踪控制算法。首先,基于坐标变换解除控制输入与欠驱动运动自由度的耦合;其次,利用级联系统理论,分别设计了自适应位置误差控制律和艏向角误差控制律。其中,提出的自适应位置误差和期望艏向角控制律中前视距离和积分增益都是以位置误差为函数的时变量,自适应估计并补偿外界扰动造成的侧滑角,从而获得对位置误差的镇定。艏向角误差则利用动态反馈线性化比例微分控制方法,根据滤波后的连续平滑信号去镇定。最后,基于级联系统理论和李雅普诺夫理论证明了当所有控制目标实现时,控制系统为一致半全局指数稳定和一致全局渐进稳定的,理论分析和仿真实验说明了算法的有效性。     

一种全向滚动球形机器人的动力学建模与仿真

设计了一种全向滚动球形机器人装置,对其在斜面上的动力学分析与仿真进行了研究。根据机器人所受的非完整约束,建立了其运动学模型。根据机器人的结构特征和Lagrange-Routh方程,建立了其动力学模型,给出了消去未知Lagrange乘子的方法。得到了该球形机器人的完整动力学模型。然后应用MATLAB中的SIMULINK工具和S函数,建立了描述该球形机器人完整动力学方程的仿真模型。结合运动实例进行了机器人的动力学分析和仿真,结果表明了动力学模型的正确性和分析方法的有效性。     

燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型

采用模块化建模方法开发了燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型.根据联合循环机组工作机理和特性,以质量、能量、动量平衡原理为基础,结合相关专业基础知识,论述了燃气顶循环和蒸汽底循环系统中主要设备和过程仿真模块的数学模型及建模思路,与热力系统中其它辅助设备仿真模块相结合,以深圳广前电力有限公司M701型燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了完整的联合循环机组热力系统机理性实时仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映参照机组热力系统的动态特性和全工况运行过程,整体模型运算稳定可靠,不仅可用于机组运行人员的仿真培训,还可为联合循环机组控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型.     

自然循环余热锅炉动态仿真研究

建立自然循环余热锅炉的动态模型并进行仿真,对研究余热锅炉的动态特性具有重要意义。引入容性环节与阻性环节相结合的方法,对自然循环余热锅炉的关键部件进行更为合理的划分,解决了各部件模块间的可连接性问题;从对象工作机理出发,将汽包水面下工质集总成具有一定干度的汽水混合物,从而简化了汽包建模仿真的复杂度。利用所建模型对联合循环中燃机和汽机变工况时余热锅炉的动态特性进行了仿真研究,结果不但证实了模型的有效性,并且可以满足更大范围的动态仿真要求,可以为各类锅炉建模仿真的参考模型。     

高空高速飞行器飞行环境物理仿真研究

针对飞行时间短、速度和高度变化快、工作环境又十分严酷的飞行器，结合航空和航天领域现有相关技术，提出了适合于高空高速飞行的地面物理仿真试验方法——瞬态热平衡物理仿真试验技术。其中，气动热环境下蒙皮表面温度的计算机仿真和物理仿真是瞬态热平衡物理仿真试验技术的中心环节。阐明了把蒙皮表面温度仿真结果作为试验控制参数的思想，并着重介绍了高空高速飞行过程中蒙皮表面温度的动态仿真方法、物理仿真方法以及基于模糊控制的温度控制策略等关键问题，尤其是通过仿真实例分析了基于工程预测方法的动态仿真过程。     

机枪系统虚拟样机建模及仿真分析

以某大口径机枪系统为物理样机模型，对联合CAD建模软件Pro／E和动力学仿真软件ADAMS对其进行动力学仿真时的模型传递方法进行了研究，并以此在仿真环境中建立了机枪系统的虚拟样机模型。然后对机枪的自动机动力学和供输弹机构的运动进行了仿真分析，将仿真结果与试验数据进行了比较，并对工作弹簧进行了参数化设计。这证实了将虚拟样机技术引入自动武器研制领域的可行性，并为进一步的仿真工作奠定了基础。     

基于三维地质模型的TBM施工动态可视化仿真

针对TBM施工涉及因素众多、地质条件复杂的特点,提出将三维地质建模技术引入施工仿真,对基于三维地质模型的长隧洞TBM施工进行动态可视化仿真研究.构建了TBM施工区域三维地质模型;全面考虑地质因素的影响,按照不同岩性条件选取参数并建立仿真模型,进行隧洞TBM施工过程仿真分析;根据仿真成果将施工信息与三维动态面貌进行耦合,实现基于三维地质模型的TBM施工过程动态可视化.实例分析表明,该方法改变了仿真结果传统的表现模式,为全面地掌握长隧洞TBM施工过程提供一种新的分析工具.     

航天测控系统通用仿真平台

建立能够囊括所有航天器类型的三种航天器仿真模型、提出航天器动力学仿真通用积分右函数、构造三种类型的地面测控网仿真模型、设计通用仿真软件、基于动态链接库,建立动态映射技术,完成航天器遥测、遥控专用仿真软件与通用仿真软件的动态链接。融合了物理仿真和数学仿真、统一了航天器仿真和地面测控网仿真、实现了多航天器、多中心、多测站、多频段、高效率的航天测控系统通用仿真。