基于混合建模仿真的大型风电场降损控制

由于大型风电场变压设备多、集电线路长,在实际运行中集电系统损耗突出,对此提出一种利用风电机组作为分布式无功源,以优化风电场内潮流、降低集电系统总体损耗的无功/电压控制策略。同时,为提升风电场建模以及多场景降损优化仿真的效率,设计了一种基于对象模型组态与控制算法编程相结合的混合建模仿真方案,风电场模型采用模块组态建模,并由控制算法形成的引擎文件自主调用实施仿真优化。通过对某125 MW大型风电场进行降损控制的算例研究,验证了所提控制方案的有效性和混合仿真建模方法的高效性。     

仪表着陆系统下滑宽度仿真系统研究

在分析仪表着陆系统ILS(Instrument Landing System)下滑调制深度差DDM(Different in the Depth of Modulation)指标形成原理的基础上,找到了影响DDM的因素为纯边带SBO(Sideband Only)信号的幅值,采用控制变量法得出了在DDM线性变化范围内SBO信号的幅值与下滑宽度、半宽度的关系模型,并通过实测数据对模型进行了验证。基于数学模型并结合NM7000设备,搭建了仿真系统,可动态模拟下滑宽度的调整过程。测试结果表明,仿真系统精度相对误差小于1%。系统应用对指导校飞及设备维护具有重要意义。     

空间目标天基监视分布式仿真系统设计

以HLA在航天系统仿真领域的广泛应用为背景,设计了基于HLA的空间目标天基监视分布式仿真系统。在系统架构层面,设计数据层、模型层、任务层的分层结构。在系统设计方面,设计仿真控制成员、天基监视成员、光学载荷成员、空间目标成员和视景仿真成员,建立天基监视系统中的轨道动力学及机动模型、姿态动力学与控制模型、载荷指向及目标成像模型。在系统实现方面,基于RTI进行系统集成。应用Vega Prime和OpenGL实现天基监视视景仿真和光学成像仿真,完成空间目标天基监视任务的仿真验证。     

复杂仿真系统重用模型可信度评估方法

在资源高度共享的今天,模型重用可增强仿真应用的灵活性和可扩展性,是复杂仿真系统构建的必然选择。然而,评估多模型组合仿真下的可信性是模型能否实现有效重用的基本问题。针对面向实物和面向数值解算两个不同应用环境的仿真模型重用,提出基于偏差传播的仿真重用模型可信度评估方法,详细介绍了各自建模方式及评估方法。以无人机复杂仿真系统为例,通过与经典可信度评估方法对比,说明了该方法可降低在重用模型可信度方面的评估难度,验证了方法的可行性。     

降雨情景下城市道路交通信号控制优化模型与方法

降雨天气导致城市道路交通运行效率明显下降,现有道路交通信号控制一般尚未建立针对性的信号优化方案。考虑降雨天气降水量、道路积水等因素影响下的交通运行情景,设计了面向交通控制的城市道路交通信息物理系统体系,搭建了基于信息物理系统的城市道路交通控制框架,并建立了交通信号控制优化模型,进一步利用BP神经网络方法设计了模型求解方法。通过搭建实例路口交通仿真模型,对比3种方案下延误时间等多个指标,分析结果表明本文方法在改善降雨情景下交叉口交通运行效率等方面的有效性。     

航海模拟器中海洋环境时空动态变化的仿真

海洋结构物始终受到环境干扰,对海洋环境的仿真会显著影响航海模拟器的真实感。基于数值波浪模型生成海洋环境场,并利用SQLite开发实海域数据库。通过数据库中获取实际的风,海流和海浪信息来与真实海洋保持一致。对环境扰动进行建模,并且将时空变化特征和耦合效应都融入仿真。通过提出的仿真方法再现了真实的航行情况,并利用船载传感器的测量数据进行验证。仿真结果与实测数据吻合良好,说明本方法可以进一步提高海洋模拟器的物理真实感。     

一种高度可配置的模块化仿真系统设计模式

计算机仿真为复杂系统设计、建设和应用优化提供了必要的验证手段。随着复杂度的增加,为了快速应对仿真需求的变化,对仿真系统的可配置性提出了更高要求。分析了仿真模型的可配置性和耦合因素的不利影响,提出了一种高度可配置的模块化仿真系统设计模式,通过实现仿真模型的可配置性来间接构造一个开放、易扩展的仿真系统。结果表明：可以在牺牲掉部分实时性的情况下实现仿真系统的高度可配置性以及仿真模型的共享和快速重用。     

分布式卫星SAR柔性仿真系统设计与实现

构建分布式卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)仿真系统对于分布式卫星SAR系统设计、测试与验证、减少系统研制费用、降低决策风险,以及系统的在轨运行管理,都具有重要的意义。围绕分布式卫星SAR仿真系统设计需求,提出了分布式卫星SAR系统柔性仿真框架模型,并讨论了设计和实现过程中的关键技术。该系统的实现和应用验证了框架和技术路线的可行性,为未来进一步完善和广泛应用奠定了基础。     

沿岸建筑物对VTS雷达的遮蔽建模与仿真

为研究沿岸建筑物对VTS (vessel traffic service)雷达的遮蔽影响程度,提出雷达遮蔽盲区的数学表达模型,基于表达模型和几何关系计算得出遮蔽盲区的范围和高度;提出一种三维建模和仿真方法来研究雷达遮蔽区域。以太子湾邮轮母港建筑对蛇口雷达的影响为例,将遮蔽盲区的计算结果、仿真结果和实船试验进行对比,验证了仿真方法的正确性和工程实用性。本文的研究可用于评估建筑物对现有VTS雷达站的影响,还可为海事部门的补充监管措施以及拟建VTS雷达站选址提供重要参考。     

基于可接受性标准的复杂产品仿真系统在线评估框架

针对当前复杂仿真系统评估的滞后性问题,提出了基于可接受性标准(Acceptability Criteria,AC)的仿真在线评估方法。通过定性和定量AC到指标的映射模型来建立评估指标体系;引入指标集和评估函数,提出了仿真评估流程有限自动机七元组模型,给出仿真流程到评估自动机的映射关系和基于数据驱动的状态转移机制,实现评估过程自动化执行过程;基于上述成果设计了在线评估工具,通过案例验证了在线评估方法的有效性,表明该方法能够有效解决仿真系统评估滞后性问题。     

高分辨距离像回波模拟与验证

为了在试验室环境下实现对高分辨距离像的回波模拟和成像验证,构建了多散射点和宽带LFM(Linear Frequency Modulation)回波信号模型,描述了回波模拟过程中关键的时域卷积和精确延时实现方法。根据被试设备不同的信号带宽形式,应用宽带回波模拟器对相应的高分辨距离像回波进行了射频实现。通过与目标特性建模软件的数字仿真结果进行对比,验证了高分辨距离回波模拟的逼真度。以某飞机类扩展目标为研究对象进行了仿真验证,实现了优于0.1 m的距离分辨率。     

基于效果作战的武器系统组合效费分析

武器系统效费分析多用于基于靶基研究中,同时没有考虑到武器系统之间的相互影响以及偏好不确定性情况。提出了一种基于效果作战的武器系统组合效费分析方法。基于效果作战的武器系统分配框架结构,运用贝叶斯网络建立目标与效果的联系,利用鲁棒投资组合模型对武器系统组合效费进行建模。针对鲁棒投资组合问题计算量大的问题,提出了一种基于切比雪夫范数和线性整数规划近似算法。仿真结果说明了所提出的方法的有效性。     

城市轨道交通网络客流分配模型和算法综述

城市轨道交通网络客流分配是推算客流分布的基础理论方法.本文首先介绍了既有的城市轨道交通客流分配模型,从客流分配建模中的网络建模架构,乘客出行行为假设和客流分配原理三方面对比分析了既有研究的模型特征.在分配模型分类的基础上,重点阐述了客流分配算法中的网络路径搜索、分配模型求解和客流行为模拟和分布仿真算法的研究进展.最后,提出了我国城市轨道交通客流分配在网络化运营新形势下的研究展望.     

航空发动机半物理仿真试车系统的设计研究

针对研发中航空发动机试车具有危险度高、操作难度大等问题,应用增强现实技术,设计了集试车操作培训、试车过程分析和典型性能故障模拟等功能于一体的半物理仿真试车系统。在分析发动机模型响应快速、计算准确和对人的操作高度仿真等特点的基础上,系统介绍了异地分布式仿真系统架构设计、发动机系统计算模型可视化和三维视景系统试车数据3D实时可视化等关键问题的研究和实现方法,为其他领域中数字化生产提供了理论和方法基础。     

大型活动下配合城轨交通客流集散的公交调度

基于城市客运交通一体化背景下的大型活动客流集散需求特征,研究了公共汽车交通配合轨道交通客流集散的调度决策问题,分别针对本线运行模式及跨线运行模式建立了独立调度模型和集中调度模型并设计算法.最后结合2010上海世博客运交通组织给出优化算例. 案例计算结果表明,模型具有较强的实用性,能一定程度降低公交企业运营成本、提高“轨道－公交”多模式公共交通系统的运输效率.     

考虑拥堵传播的轨道交通车站站台承载人数研究

掌握拥堵传播条件下的轨道交通车站承载人数变化规律,是提高城市轨道交通系统安全保障能力的基础。从人、站、车多子系统角度出发,结合客流、站台及列车多属性特征,建立基于系统动力学的城市轨道交通车站承载人数计算模型。设计多组别灵敏度仿真分析实验,从多角度分析站台承载人数影响因素。结果表明,拥堵传播与正常条件下车站承载人数变化情况具有较大差别,列车发车间隔、乘客进站速率和去向比例对车站人数变化情况影响较大,列车到站间隔影响相对有限。研究结果可以为特定客流特征车站制定客流组织策略提供科学依据。     

基于引力场模型的城市轨道交通与城市发展的相关性

城市快速轨道交通是一种快速、便捷、大容量的公共交通系统，它不仅有效地缓解了城市的交通压力，同时城市轨道交通的规模和线路走向也同城市的空间结构发展密切相关。本文在对原有城市引力模型加以修正的基础上引入城市引力场概念。建立了城市轨道交通条件下以交通时间为基础的城市引力场模型，并对参数的影响因素和变化趋势进行了讨论。最后以上海为实例，按建设城市轨道交通的时间顺序绘制了不同时期城市引力场分布图，揭示了城市轨道交通建设与上海发展的密切关系，指出规划中的上海城市轨道交通网对形成“多中心”的城市空间结构具有积极的促进作用。     

偏置追尾事故车辆运动学参数仿真研究

为了深度研究追尾事故车辆的运动行为,在PC-Crash仿真环境下建立车辆追尾事故模型,考虑相对碰撞速度、偏置度和追尾车辆碰撞前减速度、车轮转角等变量,获得车辆的加速度、横摆角和横摆角速度等运动学参数。研究结果表明：偏置度为20%时,追尾车辆和被追尾车辆的横摆角最大,易诱发侧翻或碰撞固定物等二次事故;两车相对碰撞速度越大,追尾车辆和被追尾车辆的最大加速度越大而碰撞持续时间越短。研究结果可为驾驶人的行为决策、事故再现以及车辆的安全设计提供理论依据和数据支撑。     

多中心城市系统均衡分析与轨道交通投资影响评价研究

考虑了私家车、公交车和地铁三种出行方式,基于连续型多项logit模型,假设居民选址偏好是异质的,探讨了线性多中心城市中居民住宅区位和工作地点的选址行为;通过比较引入轨道交通前后城市系统均衡状态,分析了轨道交通投资对居民分布、住房价格、不同商业中心对就业者吸引力的影响.结果表明轨道交通的引入使得劳动力更聚集于较发达的商业中心,进一步拉大了商业中心吸引力之间的差距;交通的改善导致居民向非中心区域迁徙,使得城市人口密度和住房价格分布更均匀,从而弱化了"地段"的概念.