实时RK公式稳定域的研究

实时仿真通常要求计算机在一个动态循环中与外部硬件相互作用。外部数据必须从输入信号中采集,并融入到数值积分算法中以计算出状态变量。同样,从积分过程中求得的数据也必须及时被输出。因此,一般希望能选择较大的积分步长,以保证能有足够的计算时间。通过引入稳定域计算比的定义和对一～六阶RTRK公式稳定域的分析,得出了具有最大稳定域的RTRK4公式的实时性最好的结论。为了解决实时仿真中系统特征值集中在实轴附近或虚轴附近的情况,提出了两个特殊形式的RTRK4公式。它们分别具有最大实稳定域和最大虚稳定域。仿真结果表明,它们是有效可行的。     

实时RK算法的稳定性分析

首先针对一般RK算法与实时RK算法的稳定域进行比较,提出了求解绝对稳定域的方法,分析了绝对稳定域面积与绝对稳定区间大小的区别,采用寻优方法推导出实时三级二阶、四级三阶、五级四阶、六级五阶实时RK算法的最大稳定域,并画出不同阶实时RK算法可能达到的最大稳定域与稳定区间的图形。最后通过对实时RK算法的绝对稳定域面积与稳定区间的比较和仿真实例分析,得出了采用绝对稳定域面积能更好地表征实时RK算法稳定性的结论。而且基于最大稳定域面积的实时RK算法将在实时仿真中得到了广泛的应用。     

间断动力学系统实时仿真的分段组合算法

对于含有间断动力学系统的实时仿真问题，由于间断点的不确定性和实时仿真的快速性，无法直接采用定步长和变步长RK方法以及一般非实时间断仿真算法进行处理。针对间断点采用四阶实时连续RK公式进行预估和对间断区间进行平均分段处理的思想，构造并且研究了实时间断处理的分段组合算法．在舍间断点的分段区间上采用新的加权值法，其余分段区间应用不同阶次的实时RK公式，可以有效地提高实时仿真的精度。数值实验的结果表明该算法是有效可行的。     

具有时间耦合约束的多时段智能电网实时电价

实时电价是未来智能电网理想的定价机制.本文以社会福利最大化模型为基础,对智能电网的实时电价策略进行研究.按照电器运行特点将电器分为必须运行的电器、弹性电器和半弹性电器,针对弹性电器和半弹性电器的用电量关于时间具有耦合性,建立一个多时段的优化模型.采用松弛方法,将多时段的模型分解成一组单时段优化问题,利用对偶理论,给出一个分布式算法,得到实时电价,算法不需要用户向供电商以及其他用户透露自己的具体用电信息,保护了用户的个人隐私,有效求解了多时段的社会福利最大化模型.数值仿真验证了所建模型的合理性以及算法的有效性.     

基于GPU的二维流体实时模拟

利用可编程图形硬件的高级语言Cg在GPU上实现了二维流体的实时模拟,充分发挥GPU的并行计算能力加速了模型的解算。采用半拉格朗日方法来求解纳维-斯托克斯方程,保持流体模拟的稳定性;引入了漩涡约束因子弥补模拟中出现的数值耗散;采用纹理来存储计算过程中用到的数据,并将向量数据各个分量存储到纹理单元的4个颜色通道,减少了GPU计算次数;实现结果表明,对二维流体的模拟是高效率的。     

基于MBDE和参数稳定域的PI/PID控制器参数整定

提出了一种应用改进二进制差分进化算法(MBDE,modified binary differential evolution algorithm)对PI/PID控制器参数进行优化整定的方法。基于参数稳定域理论,预先确定保证闭环系统稳定的PI/PID控制器参数的约束范围。根据实际问题的需要,结合相应的性能指标,设计恰当的复合性能准则作为优化算法的优化目标,并采用MBDE智能优化算法对优化目标进行优化,从而得到PI/PID控制器的最优参数。将该方法分别应用于针对某循环流化床床温和一个非最小相位系统的PI/PID控制器的参数整定。仿真结果表明,通过上述方法设计的PI/PID控制器,跟传统方法相比,实现方式简单灵活,可以满足闭环系统动态性能的特殊需求。     

基于SAAS的LVC装备试验资源实时调度模型研究

真实-虚拟-构造仿真为装备体系试验提供了有效技术手段。针对试验中大量异构仿真资源对象间的交互难以满足试验任务实时性需求问题,开展仿真资源实时调度模型研究。分析模型的功能组成,将调度模型划分为远程方法通信实现、远程方法云服务、优化调度策略3个子模型,分析各子模型的功能及其之间的关系,给出模型运行的步骤以及实现原理,并构建标准实验环境,验证模型算法。实验表明,在模型时延要求小于1 ms的标准测试环境下,云服务环境最多可承载大约30个节点同时提出订阅需求,并且调度成功率均大于98.5%,丢包率为0,符合模型性能要求。     

具有序区间偏好信息的双边稳定匹配决策方法

针对具有序区间偏好信息的双边匹配决策问题,提出了一种新的决策方法.首先,给出了具有序区间偏好信息的双边匹配决策问题的描述,并给出了序区间偏好信息下的可接受对和个体理性匹配的定义;然后,给出了基于可能度的弱稳定匹配、α-稳定匹配、强稳定匹配和超稳定匹配的定义,并分析了各种稳定匹配之间的关系;在此基础上,分别构建了获得弱稳定匹配、α-稳定匹配、强稳定匹配和超稳定匹配的多目标优化模型,并给出了获得相应最优匹配方案的求解方法.最后,通过一个算例说明了该方法的有效性和可行性.     

基于FPGA的IGBT开关特性仿真算法优化及实时仿真研究

根据IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)特性建立其开关暂态模型,其较准确的描述了IGBT开关过程中的电磁变化规律,模型精度较高。结合实时仿真的要求提出模型优化方法:单周期延时法和函数查表法;给出FPGA(Field-Programmable Gate Array)实现算法优化的具体方法。搭建以FPGA为核心的实时仿真电路平台,仿真数据与实际测试数据基本一致。基于FPGA的IGBT开关特性实时仿真解决了采用传统处理器仿真无法表征IGBT开关暂态时电压、电流动态变化过程的难题,克服了商业仿真软件实时性较差,仅能应用于离线状态下器件仿真的不足,实现了电力电子的器件级仿真,同时实时仿真精度大幅提高。     

具有模糊收益率的贷款组合优化决策

通过把贷款的收益率刻画为模糊变量,提出了贷款组合的优化决策模型,即均值-方差模型,模型中的贷款收益率可以是任意的模糊变量.对于贷款收益率是特殊的三角模糊变量的情况,给出了模型的清晰等价类,这些等价类模型可以用传统的方法进行求解.对于贷款收益率的隶属函数比较复杂的情况,设计了基于模糊模拟的混合优化算法求解模型.该算法集成了模糊模拟、神经网络、遗传算法和同步扰动随机逼近算法,既具有较强的全局搜索能力,又具有高效的局部搜索能力.经数值仿真,验证了算法的可行性.     

实时仿真系统可信性验证

实时仿真系统可信性验证是实时仿真理论研究及工程应用的重要内容。主要研究了实时仿真系统可信性验证，给出了验证的基本步骤，提出了从实时性、逻辑计算正确性及稳定性三个方面验证实时仿真系统可信性的观点；然后提出了三个指标来验证实时性，给出了各指标的定量计算模型；并研究了实时仿真系统逻辑计算正确性的相关问题，给出了逻辑计算正确性验证的基本步骤；最后分析了实时仿真系统稳定性验证。     

Study on Variation of Parameters Formula and Stability for Impulsive Time－Delay Nonlinear Large Scale Systems

ＳｔｕｄｙｏｎＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＰａｒａｍｅｔｅｒｓＦｏｒｍｕｌａａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＩｍｐｕｌｓｉｖｅＴｉｍｅ－ＤｅｌａｙＮｏｎｌｉｎｅａｒＬａｒｇｅＳｃａｌｅＳｙｓｔｅｍｓＧＵＡＮＺｈｉｈｏｎｇ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＢａｓｉｃＳｃｉｅｎｃ...     

一类快速实时仿真算法的稳定性和收敛性

构造了一类非整点步右函数求值的快速实时的数字仿真混合算法。该类算法在每个积分步内只需进行了一次右函数的求值,且与相同工作量的方法相比数值稳定性区域大,方法的误差小,数值试验也表明算法是有效的。本文主要对这类算法进行了收敛性和稳定性分析。     

具有稳定性的新型预测控制算法

提出一种新型的预测控制算法，通过对控制输入进行柔化和滤波处理，使实际实施的控制量为现时和现时对未来控制时域长度预测控制量的加权平均，从而具有较快的响应能力。通过引进广义跟踪误差，并使其终端为零，保证了系统的稳定性。这种新型的预测控制器，具有在线计算量小、无记忆弊端等优点。仿真结果表明了该算法的可行性。     

Stability conditions of complex switched systems with unstable subsystems

New stability conditions for complex switched systems are presented. We propose the concepts of attractive region and semi-attractive region, which are used as a tool for analyzing the stability of switched systems with unstable subsystems. Based on attractive region the sufficient conditions with less conservative for stability of switched systems have been established, there is no limitation for all members of the system set to be stable. Since our results have considered and utilized the decreasing span of oscillating solutions of the switched systems, they are more practical than the other presented ones of stability of switched systems, and need not resort to multiple Lyapunov functions.     

感知实时车流信息的VANET路由仿真研究

车用自组织网络利用车辆间通讯来提高道路交通安全和效率,路由协议的性能至关重要。提出一种感知实时车流信息的路由协议,能够不依赖于基础设施,通过挖掘和汇聚车辆位置数据,实现城市道路上的车流密度估算,并给出车流自适应路径选择方法,动态产生及维护由多条道路连成的数据包传递路径。对车辆高密度和低密度场合下的仿真表明,在网络开销没有明显增长的情况下,协议可以获得较好的性能,数据包递送率达到83%以上,平均发送延迟限制在2秒以内。     

空气悬架大客车操纵稳定性仿真研究

空气弹簧具有理想的非线性弹性特性。空气悬架大客车振动频率低,车轮动载荷小,可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性,并且减小了对路面的破坏。本文的目的在于通过应用虚拟仿真技术的方法,研究空气悬架大客车的操纵稳定性能。应用ADAMS/car软件,建立了某空气悬架大客车的整车动力学仿真模型,并对其进行了操纵稳定性仿真。通过仿真与试验结果的评价比较,得出了两者比较吻合的结论。