面向仿真和模型的语言分类学

仿真语言是一种具有特殊功能的计算机语言,这些功能包括表达模型和对动力学模型进行实验(即仿真)所要求的实验条件.仿真语言通常还具有定义用于收集、压缩和显示模型行为的各种条件的功能.本文采用表格的形式给出了仿真语言的分类和框架以表明其各种特征和类型,分类分别基于其实现方式(表1),计算机(表2-表4),应用领域(表5),模型(表6-表1)和模型行为(表11).上述分类和框架并不局限于目前已有的仿真语言.     

自相关过程协方差阵的残差MEWMA控制图

本文研究多变量自相关过程协方差矩阵的质量监控问题.针对服从VAR(1)模型的多变量自相关过程,基于残差分析思想,将多变量指数加权移动平均(MEWMA)控制图用于对过程的监控.首先对残差MEWMA控制图统计量进行了推导,其次采用MonteCarlo仿真的方法,以平均运行链长为评价准则对残差MEWMA控制图的监控效果进行了分析.仿真结果表明,残差MEWMA控制图具有较好的监控效果.     

基于巢式和交叉巢式logit的行人步行行为模型

为量化分析行人行为并仿真行人步行轨迹,建立基于巢式和交叉巢式logit的行人步行行为模型.首先,提出建模思路,重点分析行为理论、NL模型和CNL模型等基本理论.其次,将行人分为自由流和非自由流两种状态,针对保持原方向、距离目的地更近、自由流下的变速、躲避对向行人和超越同向行人5种步行意愿,分别建立效用函数,构建行人步行行为的NL模型和CNL模型.最后,通过视频采集的数据,运用biogeme软件标定模型系数,并与实际的行人轨迹比较分析模型的准确性,发现模型能够以80.26%的准确性拟合实际行人轨迹.结果表明,模型能准确拟合低密度情况下的行人步行轨迹,具有实际应用价值.     

开关磁阻发电系统仿真与稳定性分析

阐述了开关磁阻发电机(SRG)的发电原理,给出了三相6/4结构SRG的数学模型,利用Matlab工具在Simuink环境下建立了SRG的行为模型,进行了负载突加、负载突卸、缺相等工作状态的仿真分析,验证了模型的合理性.完成了SRG通过汇流条和二次电源加载负载的建模仿真,仿真结果证实了本模型可以作为飞机供电系统仿真模型的一个子系统来分析研究.通过SRG的简化模型进行稳定性分析,用根轨迹和bode图反映了系统的稳定性.建模时不仅考虑了模型的准确性,而且综合了与飞机供电系统中其他设备建模的兼容性和仿真速度等因素.所提出的建模方法和稳定性分析方法对SRG和飞机供电系统的研究都有一定的参考价值.     

考虑潜变量的高铁民航旅客出行行为仿真

随着我国高铁的快速发展,选择高铁还是民航出行,已经成为旅客出行行为研究领域的热点问题.对此类旅客出行决策进行仿真建模,能够更加系统、清晰地描述旅客特征以及高铁和民航间竞争态势的演变.首先,基于计划行为理论,引入时间敏感性和价格敏感性潜变量,构建了高铁和民航旅客出行意愿的多指标多因果模型;其次,将模型中的外生变量和潜变量...     

基于语境的仿真模型可组合性判定准则研究

组合仿真理论和方法研究的核心是仿真模型的可组合性.论文基于面向组合的MS框架描述了语境与可组合性判定的关系,通过定义应用语境和模型语境,论证了可组合性问题的本质是在应用语境约束下判定仿真模型及其组合在模型语境中是否为真,进而基于应用语境对模型语境的接口剪裁和行为剪裁提出了模型组合在满足应用需求方面应具备的条件,构建了四个IO规范层次上可组合性的判定准则.判定准则的提出不仅清晰地描述了可组合性判定的研究层次和内容,而且有利于将语境显式地表达为仿真模型的元数据从而促进可组合性设计以及仿真模型成熟度的工程实践.     

虚拟目标轨迹参数化设计与可视化仿真

结合光电测量系统仿真测试需求和虚拟目标的运动特征,提出了一种简便实用的目标运动特征仿真模型,建立了基于此模型的仿真轨迹参数化设计方案,对仿真轨迹的参数化设定、生成流程及轨迹理论跟踪数据的产生进行了论述.在开发的可视化仿真系统中,采用实时交互式设计方式,动态、直观的仿真出运动特征符合要求的目标轨迹,为测量系统图像仿真提供了理论数据和三维场景,是一种高效率的目标运动轨迹仿真手段.     

用于仿真与控制的水泥回转窑动态模型

建立了一个用于仿真与控制的水泥回转窑动态数学模型.该动态模型基于回转窑内的物料和能量平衡,由一组非线性偏微分方程组成.在合理的假设条件下,该模型不但考虑了反应机理,而且降低了仿真计算的复杂性.首先,稳态仿真表明模型稳态行为与文献中给出的结果是一致的;在此基础上,对操纵变量加入扰动测试并对动态响应进行了分析,结果表明该模型动态性能良好,适合于回转窑的仿真、控制以及优化设计的研究之用.     

基于三次样条非参数拟合的驾驶行为仿真模型

现有车辆跟驰模型大多建立在控制论和运动学观点之上，以至于在仿真过程中连续运用单一模型控制规则来支配驾驶员的驾驶行为，忽略了对多源高负载信息感知变量的运用。文章直接运用信息挖掘技术最大限度地榨取实测数据所携带的有关驾驶行为的个体有用信息，通过多元非参数三次样条回归模型剔除了数据中由白噪声产生的干扰，构建了一种基于三次样条非参数拟合的驾驶行为仿真模型。仿真试验表明，此模型具有可移植、高精度的特性，能很好地反映和预测多源高负载信息感知变量刺激下跟驰过程中驾驶员的驾驶行为。     

基于Matlab/Simulink的青霉素发酵过程仿真平台

对青霉素发酵过程进行控制和优化研究,需要开发适用的仿真平台。当前国际上较有影响力的仿真平台Pen Sim,只能在指定操作条件下产生用于分析的过程数据,不适用于青霉素发酵过程的实时控制和产量优化。对Pen Sim仿真平台的内在模型进行了深入细致的研究,基于Matlab/Simulink环境开发了新的青霉素发酵过程仿真平台。该仿真平台具有和Pen Sim高度一致的动力学特性,并且可由用户自定义操作变量轨迹(如底物流加速率),适用于对青霉素发酵过程进行控制和优化方面的研究。     

颌面部骨骼三维建模与通用仿真平台的建立

为了建立一个通用的三维颌面部骨骼系统仿真环境,将骨骼建模过程与仿真行为定义完全分离开,每一骨骼组织(包括每一颗牙齿)模型给定唯一的命名,使相关的行为方法与命名的名称唯一对应,实现了不同个体的颌面部骨骼模型,均可在同一仿真环境下实施给定的行为仿真.本研究基于人体切片图像和64层螺旋CT图像,重建了两个符合生理结构要求的颌面部骨骼三维模型.借助Virtools行为仿真开发软件,实现了两个模型符合生理运动的咬合过程仿真与初步的齿冠面修复仿真.     

可重复使用运载器再入弹道仿真

针对RLV再入特点,应用反馈线性化与模型预测控制相结合,设计了基于控制角与控制力矩间全反馈(非时标分离)条件下的反馈线性化控制器,实现了以控制增量做为优化变量、考虑模型状态和输入约束的模型预测控制器设计,解决了RLV再入模型的多变量耦合、参数不确定等非线性控制问题的平滑控制.最后在Simulink环境下建立了RLV再入仿真模型,应用RtFly快速原型系统完成了再入模型六自由度弹道实时仿真,仿真结果验证了该控制器能够较好跟踪制导参数,满足控制器设计指标和系统实时性要求.     

基于农户知识行为的农业技术扩散系统模型构建与仿真

在分析农业技术扩散系统仿真基本原理和仿真模型构建思路的基础上,提出模型构建和仿真分析的主要步骤。进而确定系统变量,设计相关方程,确定仿真参数,进行仿真测试。仿真测试结果表明,模型符合逻辑预期,也对各参数具有一定的敏感性,具有一定程度的科学性和适用性。采用Matlab软件编程计算,进行农户知识行为(知识对接行为、知识共享行为和知识创新行为)、公司行为(技术推广行为、共享激励行为、协同创新行为)以及社会网络和社会心理等因素对农业技术扩散效果的作用机制的仿真分析。结果表明,上述因素会对农业技术扩散带来不同程度的影响,要促进农业技术扩散,需要围绕相关因素及其作用机制提出针对性政策建议。     

中国债券收益率的可预测性检验

基于工具变量(instrumental variable, IVX)统计检验方法,对我国主要宏观经济变量能否单独或联合预测债券收益率进行可预测性研究.IVX检验方法无需考虑预测变量的持续性先验信息,对任何属于单位根过程、近单位根过程、近平稳过程或平稳过程的预测变量都稳健.进一步使用AIC和BIC方法对多元变量回归模型进行变量筛选,仿真结果表明,两种准则均能准确筛选出模型重要变量并排除冗余变量.通过对国债和AAA、AA-级企业债三种不同信用等级债券收益率的长短期可预测性差异分析,研究发现:1) 1年期储蓄存款利率、人民币实际有效汇率、沪深300指数、工业增加值同比以及大部分宏观经济变量组合在10%显著性水平上能显著预测债券收益率;2)宏观经济变量长期预测能力强于短期;3)基于IVX方法的AIC和BIC准则能够有效地筛选模型重要变量.     

基于MATLAB的非完整动力学系统跟踪控制的动态仿真

本文详细阐述了如何用MATLAB进行非完整动力学系统轨迹跟踪控制的仿真。基本思想是将MATLAB中的Simulink和S函数相结合构造了非完整动力学系统的模型模块和控制器模块,将它们搭成仿真模型,其中包含了难于处理的非完整约束问题。该模型清晰地表达了系统中所有变量之间的数学关系,仿真结果表明该模型的有效性和可行性。本文为非完整动力学系统跟踪控制的仿真提供了新的途径,对非完整系统的设计和优化有一定的参考意义。     

最优飞行参考轨迹的线性规划算法与仿真

结合飞机地形跟随的实际,通过引入松弛变量,剩余变量和人工变量,构造辅助目标函数,以及应用换基运算,对线性规划问题进行了必要的简化,使参考轨迹的计算更简便。航迹角修正法的采用,进一步修正了规划出的飞行轨迹,从而获得了理想的飞行参考轨迹。最后,以各种典型地形为例对规划出的最优飞行参考轨迹进行了数字仿真,其结果符合地形跟随时最优飞行参考轨迹的要求。     

基于HRRP识别信息辅助多目标跟踪的仿真研究

密集多回波环境下对弹道多目标跟踪时,融合目标运动学信息和HRRP分类信息,研究了基于HRRP分类信息辅助跟踪的最近邻算法CATNN;由于受获取实际数据的限制,为检验算法,结合目标的仿真数据,提出了多目标跟踪和识别动态交互的仿真方法;在建立的场景中与常规的JPDA、NN跟踪算法进行比较,结果表明CATNN克服了轨迹合并和误跟的现象,具有较高的多目标跟踪性能,且产生的仿真数据满足了CATNN算法验证的需求.     

基于SMP2的复杂系统生成式仿真建模方法

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法. 将当前用于复杂系统仿真的建模方法分为统一型、组合型和生成式三大类, 分析指出生成式建模方法具有较之其它方法的独特优势, 有望解决复杂系统仿真建模面临的问题. 研究了当前仿真领域应用的各类生成式建模方法存在的不足. 提出了以仿真模型可移植性标准(SMP2)为基础, 综合利用生成式建模方法的两大流派-模型驱动架构(MDA)和模型集成计算(MIC)-的先进技术和规范, 构建复杂系统生成式仿真建模方法的研究思路. 分析了其中的多领域生成式仿真模型公共表示规范、各类仿真形式体系到SMP2的映射与模型变换以及面向领域的仿真建模工具的自动生成等三大关键技术问题. 设计了生成式仿真建模一体化支撑环境的体系结构, 介绍了其中已经完成的工作和下一步的重点.     

仿真模型符号处理分类学

对模型可以进行行为生成和符号处理(见表1).模型行为生成在前面刊登的名词术语中已有讨论(参看模型行为的分类,生成和处理技术);模型的符号处理可以用于模型分析和模型变换,而模型分析又可分为描述型和评估型两类.     

基于COSIM的鱼雷武器弹道建模与仿真研究

简述了协同仿真平台(COSIM)的体系结构,针对通用仿真程序设计语言开发一体化仿真软件包难以规范和重用的问题,研究了基于COSIM仿真环境的模块化建模方法,通过COSIM的图形化建模工具实现不同粒度的可重用性模型的设计,完成了鱼雷武器的静态和动态行为建模。通过仿真概念推演,验证了所建模型的正确性,并反映了该建模方法具有快捷、规范、重用性好等优点。