大型电站的模块化建模方法

大型动态系统的模块化建模方法具有缩短建模周期、降低建模难度等优点.模块划分是整个模块化建模过程的关键,需要权衡各方面的因素来进行.综合考虑几个模块化原则,可以得到设计良好、高度内聚和可维护性好的模块,并且使得模块连接过程容易进行.本文介绍的模块化建模方法主要是针对大型电站的实时仿真模型开发问题而提出来的,其构思亦可推广应用于其它类似的大型动态系统中.     

基于HLA分布式仿真系统的模型驱动设计方法

提出了一种基于HLA分布式仿真系统的模型驱动设计方法。首先提出基于MDA的分布式仿真系统开发框架，然后给出了使用UMLProfile创建HLA元模型的方法，最后分析了从领域元模型到平台元。模型的映射规则．该方法通过定义基于HLA／RTI分布式仿真平台的UMLProfile，订制了HLA元模型以扩充UML对于HLA仿真平台相关模型的描述能力，有利于分布式仿真系统的快速开发和构建，同时容易实现分布式仿真应用从底层RTI平台到其他中间件平台的迁移。     

ExtendSim模型与数据驱动的指控流程建模与分析

联合作战背景下的指控流程(command and control process, CCP)涉及同层级内不同指控单元之间的横向信息交互与不同层级间的纵向信息交互。针对这种复杂化与多元化指控流程,研究了如何利用ExtendSim仿真工具对指控流程进行模型构建、验证、评估与优化。首先,通过对指控流程特点进行分析,抽取通用的要素类型,包括实体和关系要素,并映射到ExtendSim关键模块;其次,构建“指控流程要素-ExtendSim模块”的转换规则,提出构建ExtendSim指控流程模型的方法步骤;然后,研究基于ExtendSim的指控流程可行性验证方法(行为一致性、可执行性、合理性验证),提出了基于ExtendSim的指控流程评估指标(任务平均耗时、任务平均等待时间与任务最大处理容量),并研究了基于ExtendSim的指控流程优化方法;最后,通过一个通用反导指控流程案例,验证了所提建模与分析方法的可行性与有效性,可以为指控流程的建模与分析提供支撑和参考。     

基于Dymola的液压系统热力学模块化建模与仿真

以模块化建模方法为指导,提出了液压系统的热力学模块化建模方法。将液压元件工作机理分为容积型和阻尼型,建立容积型模块和阻尼型模块模型,由容积型模块和阻尼型模块单独或组合建立液压元件的模块化模型。采用Dymola对所建立的各元件模型进行仿真实现,建立了温度仿真模块库-ThermalHydraulic,可以实现面向液压原理图的可视化温度仿真。对模块库进行测试,验证了建模和仿真实现的可行性。

Abstract：

According to the modular modeling method,a thermal-hydraulic modular modeling method of hydraulic system was presented. Basic operating principles of all hydraulic components were divided into two types：volume and resistance. Volume model and resistance model were developed to represent the volume and resistance characteristic of hydraulic component. Component＇s modular model was established by signal or both of volume model and resistance model. Then,the hydraulic system temperature simulation modular library-Thermal Hydraulic was established by Dymola software,and the library could establish system model conveniently by visual modeling style based on hydraulic principle figure. At the last,the system test was made to evaluate the feasibility of modeling and simulation.     

BOM组件式仿真系统数据驱动方法

仿真系统的数据驱动方法的研究内容包括想定标准化、想定的加载和模型的数据驱动三个方面.针对传统的基于成员层次的分布仿真系统开发模式的数据驱动导致大量人力物力开销,效率低下的局限性,采用BOM作为组件模型描述规范来构建组件式仿真系统,通过用户模型开发规范化,仿真模型组件生成自动化以及通用仿真运行框架统一化等支撑技术来提供高效的模型数据驱动环境;通过通用想定解析模块,采用集中、分时的方式分发仿真脚本数据进行仿真系统环境配置以及更新调整,提高仿真系统的数据驱动的效率和质量.     

热工流体网络简易模块化建模方法

从基本物理规律出发,采用面向对象的模块化建模思想,提出了一种简单的针对热动力系统中热工流体网络的建模方法.该方法通过模块的搭接来构筑和求解网络整体模型,提高了模型的开放性和可扩展性;使用差分方程解算流体网络,在精确性满足需要的同时,简化了仿真程序的编写,提高了建模效率;适用于各类常见的可压缩或不可压缩热工流体网络,具有较好的精确性、实时性和工程实用性.     

基于元建模的通用舰艇指控仿真模型驱动引擎设计

舰艇指控系统是一类大型的复杂系统,针对其仿真训练系统开发中存在的复用率不高、开发效率低等问题,采用元建模理论,重点对该类软件的仿真模型驱动引擎进行了抽象,建立了集仿真模型管理、仿真模型驱动、运行支撑管理等服务于一体的通用指控仿真模型驱动元模型.并以此元模型作为输入建立了指控仿真模型驱动引擎状态行为编辑器,较好地解决了指控仿真领域开发过程中存在的仿真模型重用问题,能适应不同型号指控仿真系统开发过程中的变化需求.     

复杂工程的建模仿真方法

提出了一种针对复杂工程的建模和仿真方法。比较复杂工程和复杂系统的异同，以及复杂工程仿真和一般工程仿真的区别，由此总结出复杂工程仿真的特点和要求。提出根据面向人员以及所用方法论的差异，将复杂工程的建模分为两个阶段，在第一个阶段中采用层次化的任务建模方法，面向实际工程人员，第二个阶段中采用模块化的实体行为建模，面向仿真技术人员。通过对仿真建模任务的区分，由各自擅长的人员完成，并通过层次化和模块化方法的采用，降低复杂工程仿真建模的复杂度，形成一种适合于复杂工程的仿真方法。     

模型与数据混合驱动的代理模型构建方法研究

以某作战样式下的立体投送行动为研究对象,针对模拟仿真推演计算因子过多、计算资源开销过大、普通解析模型计算精度不足等问题,提出了一种模型与数据混合驱动的代理模型构建方法,支撑作战行动的研究。基于军事理论构建了包含武器装备、作战力量等在内的含待优化系数的立体投送解析模型组,并依托自主研发的“代理模型可视化平台”,实现前述解析模型组的复合和参数设置;通过模拟仿真系统实施推演,采集高可信度仿真数据;以高可信度仿真数据为样本,采用多目标遗传优化算法NSGA-II对解析模型中的待定关键系数进行优化,获得能够兼顾计算精度和计算速度的立体投送代理模型。经对比实验结果表明,构建的立体投送代理模型计算结果与高可信度仿真推演相比,战损最大相对误差不超过6.5%,而计算速度提升了150倍。     

模数驱动的智能武器装备作战建模方法

仿真建模作为一种模型驱动的机理建模,一直是武器装备系统采办、设计和评估等工作的主要手段.随着大数据和人工智能的深入应用,数据驱动的数据建模越来越受到关注.首先从模型驱动、数据驱动和模数驱动三个方面对武器装备作战建模方法进行概述,分析单独使用仿真建模或数据建模在应对当前武器装备作战建模工作的不足,提出一种模数驱动的数字化建模方法.该方法核心是模数驱动架构的设计,在此基础上运用功能决策树表示作战行为模型,对于行为模型中的决策环节,基于深度强化学习训练和嵌入数智Agent.通过构建弹道导弹突防过程中的多目标分配场景,对比仿真实验显示,采用智能网络决策比传统基于规则脚本的目标命中率有显著提高.     

空面导弹系统的建模与仿真

简要介绍了模块化设计思想，然后将其应用于空面导弹系统的建模，分需求分析、功能分析与分解、模块划分及模块设计与开发四个步骤，建立了空面导弹仿真模型库，它主要包括导航系统、制导系统和弹体这三个子系统．最后，为了检验模型库的可用性，针对某型空面导弹进行了仿真研究。从仿真结果来看，各子系统的仿真模型具有较高的保真度，能够满足实时性、快速性的要求。     

一种基于约束关联网络模型的模块化设计方法

针对侧重产品设计各阶段宏观布局原则制定、忽略布局合理性及其进化分析技术研究的现状,提出了一种基于细粒度约束关联网络模型的模块化设计方法.从布局规划及其协同进化的角度,给出了此方法的技术框架和闭环流程框架.研究了基于细粒度约束关联网络模型建立产品族模型的方法.探讨了基于细粒度、多视图产品族模型实现模块划分的分析技术和算法.研究了其设计过程调度方法,并提出了基于过程冲突定位和优化细粒度产品族模型的技术方法.通过在某型号发动机模块化设计中的应用,验证了所提出方法的合理性和有效性.     

基于PSIM永磁同步电机矢量控制系统的仿真建模

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,基于PSIM6.0软件建立了PMSM矢量控制系统仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用矢量控制。仿真结果证明了该方法的有效性,同时该模型也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

基于模块化的半主动悬架模糊控制及仿真分析

通过3自由度车辆半主动悬架系统模型的建立,应用模糊控制理论并结合模块化思想,进行了模块化半主动悬架模糊控制器的设计,并在MatLab/Simulink环境中对其进行了仿真,把它与被动悬架和用LQG控制器控制的半主动悬架作了比较.仿真结果表明,相对于其它两种悬架,具有模块化模糊控制器作用的半主动悬架在降低人体的加速度,改善车辆的乘坐舒适性和平顺性上有显著的效果.     

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.     

基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模

在分析交流异步电机数学模型的基础上,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建交流异步电机控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用电流滞环控制。仿真结果证明了该方法的合理性、有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

基于分布式仿真模型对象的分布式协同建模技术研究

针对目前复杂机电产品仿真通常只能集中建模的现状，提出一种新的分布式协同建模方法。首先分析了支持分布协同建模所必需的信息，然后利用分布式对象技术，将这些信息集成为分布式仿真模型对象。分布式仿真模型对象通过包含的丰富信息，支持能够被正确的组装和重用；通过自身的分布式特点使得建模人员能够透明访问它们。基于分布式仿真模型对象的分布式协同建模方法能够强有力支持复杂机电产品的分布式协同建模。     

基于集总电感传输线建模的控制系统数字仿真

应用集总电感元件的传输线建模方法(TLM)构造了一种基于数值求解微分方程的数字仿真算法。通过把状态变量对应于电感中的电流，利用电感元件的传输线模型得到状态方程的仿真模型来实现控制系统的数字仿真计算。由于TLM方法是以传输线的等效无源线性网络作为建模基础，从而使算法具有无条件的数值稳定性。