基于组件技术的飞行器动力学虚拟样机模型库的研究

模型库技术是虚拟样机技术的关键技术之一，模型的重用性、模型库管理系统及其建模环境又是当前模型库技术中的研究热点。本文针对飞行器动力学虚拟样机系统的特点，在对系统进行面向对象分析的基础上，论述了模型库系统中应用组件技术的必要性，引入COM组件技术对模型设计构建，增强模型重用性、通用性；设计的层次化模型库体系结构及相应的模型组织、管理方法及其在模型组件基础上的一种图形化建模方法，支持动力学虚拟样机技术的研究。     

基于MATLAB的可重用动态仿真模型库的设计与实现

结合研究冷连轧过程控制力能参数模型的需要，提出了开发冷连轧动态仿真模型库系统的设想。为此设计了仿真模型库系统的功能结构和面向对象的系统层次结构体系。采用MATLAB仿真平台，运用软件可重用技术，构造了冷连轧仿真领域模型库。利用MATLAB提供的动态数据交换DDE功能，用M语言编写的S函数块，实现了仿真模型库和现场监控平台之间的动态数据交换。应用实例表明本丈提出的冷连轧动态仿真模型库系统具有较好的实用价值。     

基于BOM的仿真模型组件研究

基于组件的建模方法能有效地减少建模任务的复杂性,通过重用、替换、改进以及扩展组件实现快速构建动态的仿真系统和仿真环境。首先描述BOM(Base Object Model,基本对象模型)模板结构,接着分析BOM与SOM(Simulation Object Model,仿真对象模型)/FOM(Federation Object Model,联邦对象模型)的关系,设计基于BOM的仿真模型组件。从语法层和语义层研究仿真模型组件的基本结构,比较仿真模型组件与软件工程组件的区别,并通过支持工具进行仿真模型组件的设计与开发。     

冷连轧动态仿真模型库联邦成员的重构研究

为使MATRIXx环境下开发的冷连轧动态仿真模型库系统具有跨平台、跨仿真开发环境的功能,实现仿真系统在联邦高层次上的互操作和可重用,提出了将仿真模型库重构成符合HLA标准的联邦成员的方案：以仿真模型库为对象类,将仿真模型库的功能模块和子模块转换成联邦成员的自身代码,得到联邦成员的仿真模型;设计仿真模型与RTI之间的接口程序,实现从文件形式的输入输出到字符串格式传输的双向转换;设计仿真时间管理类,管理模型库联邦成员的仿真时间推进;在此基础上完成了联邦成员的代码实现。联邦成员的一致性测试验证了重构联邦成员的可行性和实用性。     

VRML在水泥生产过程层次仿真模型库研究中的应用

从层次法的角度出发,运用模块化建模的方法,进行了水泥生产过程计算机仿真模型库的研究,遵循模块划分的原则,结合生产实际,把水泥生产系统划分为若干个子系统和对象,然后用VRML语言逐一完成这些子系统和对象的三维动画构造,从而构建原始的仿真模型库,应用层次法,通过构建更加复杂的模型,并将其添加到模型库中,实现了模型库的动态增长过程,最后,作者又讨论了层次模型库的结构,这是一种树型结构,从而使层次仿真模型库具有更大的可组性和灵活性。     

HLA中的对象模型浅析

在基于HLA的仿真系统设计和开发中,开发对象模型是促进仿真互操作和仿真组件重用的关键过程。在给出HLA对象模型概念的基础上,分析提炼了基于HLA的仿真系统的建模过程,总结了FOM、SOM的模型开发方法,最后介绍了HLA对象模型的OMT标准化描述结构框架。     

大规模战场仿真中模型库管理系统的研究

大规模战场仿真中模型数量庞大、存储形式多样,因此,实现对模型资源的有效管理是构建战场仿真环境的关键技术。针对战场仿真模型库以武器模型为主的特点,以"分布式武器模型库"为例,在对其体系特点和要求分析的基础上,重点研究轻型目录访问协议和分布式文件系统技术在模型库中的结合与实现。系统实现了对武器模型的有机组织,并为仿真应用提供了高效的数据管理机制,提高了武器模型的互操作性、可重用性。实验表明,该系统具有良好的访问效率和伸缩性。     

HLA中基于COM的对象模型实现和重用技术研究

传统OOPL(Object-Oriented Programming Languagc)技术实现的HLA对象模型只支持基于源代码的重用，其重用性受到了开发语言的限制。提出了利用COM技术实现HLA对象模型，消除了开发语言对对象模型重用的限制。提出了一种利用FOM／SOM(Federation Object Model／Simulation Object Model)的信息来设计COM组件接口的方法。     

基于高层体系结构的冷轧机仿真系统设计

为解决冷连轧机仿真系统的可重用性和可扩展性,以及子系统接口和集成问题,采用了HLA标准对冷连轧机仿真系统进行了再构建.建立了基于HLA的冷连轧机仿真系统,仿真联邦包含模型库、数据库,基础自动化,虚拟轧机、动画显示和虚拟操作台等仿真应用的仿真邦员.设计了仿真系统的联邦执行过程,根据仿真系统对性能的要求,设计了分布式和层次式的RTI的结构,给出了联邦成员之间的公布与定购关系以及邦员间实例属性的所有权迁移过程.     

基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究

建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UML(Unified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。     

面向本体的SOA构件定位机制与算法研究

针对基于构件开发的构件间相互通信。互操作和检索组装自动化等问题,以及基于Internet软构(网构软件)的大量的问题都需要解决,首先分析OWL-S和WSMO的异同以及SOA构件库构成条件;接着提出基于本体的SOA构件库定位机制,其构造一种最小二乘法最优估计的自动验证的指标体系、构件服务质量,以及构件反馈机制。建立一种定位的SOA构件库寻址和刻面分类的定位构件树模型,在此基础上,采用小生境蚁群退火遗传算法求解定位的构件树,从而最大限度实现构件自动化组装,以及实现构件的关注点分离和层次粒度的重用,最后通过实验仿真分析了定位算法的有效性。     

基于组件的分布离散事件仿真环境

基于组件的设计是在面向对象的设计基础上发展起来的一种软件设计方法，该方法采用层次化、模块化、标准化的思想来分析和设计系统，提高了系统的重用性，减少了应用开发的工作量，便于系统的升级和扩充。本文从分布离散事件仿真的特点出发，结合基于组件的软件设计思想,建立了仿真组件模型规范，提出了一种分布仿真算法，并开发了相应的仿真环境。该方法适用对大型、复杂系统进行建模和仿真，能有效支持模型重用。仿真环境具有较好的灵活性和扩展性。     

基于能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计

针对目前作战仿真Agent软件实现模块化程度不高、复用性较差和开发效率较低的问题,提出了一种基于Agent能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计方法。提出了BDI模型在作战仿真Agent中的实现方式及其能力封装与能力关系的基本概念;基于能力封装,设计了作战仿真Agent能力组件的结构、要素、功能类和执行算法;基于能力关系,设计了基于能力组件的作战仿真Agent通用执行模块的结构、数据模型、功能类和执行算法。以装甲分队平台级仿真Agent的实现为例,验证了方法的可行性与有效性。     

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。     

武器装备体系论证仿真环境的设计

HLA的出现为武器装备体系论证提供了新的技术支撑，但对于一个部门如何有效的利用HLA来为武器装备体系论证服务，还需要整体上对其仿真环境进行系统的设计。本文从重用的思想出发，根据武器装备体系论证的需求和作战仿真的特点，对一个部门的武器装备论证仿真，提出了采用以HLA为核心的先进分布仿真技术框架，以仿真资源库为中心，建立包含联邦开发、运行支撑、演示、控制管理、分析评估的仿真环境，在此仿真环境的支撑下，通过重用快速建立各种样式的分布仿真应用系统的思路。     

基于语义匹配的作战体系仿真想定生成方法

针对传统的想定建模方法耗时长、成本高的问题,为了实现作战体系概念模型数据到仿真想定的数据映射重用, 提出一种基于语义匹配的作战体系仿真想定生成方法。首先,基于网络爬虫技术获取武器装备的参数信息, 构建了作战领域知识库。在此基础上, 提出了新型的混合式语义匹配方法以提供仿真想定的数据来源, 根据自然语言数据库WordNet开展调参实验确定算法参数, 通过对比人工打分结果有效提高了算法的可信性。在确定了概念模型与仿真想定的数据映射关系后, 给出了仿真想定的生成方法。最后, 通过编队突防仿真应用案例, 验证了该方法的可行性。     

涡扇发动机模块化模型库及其应用

设计开发新的涡扇发动机是一项复杂耗时的工程,而计算机仿真是一种有效的解决办法。因此开发比较通用的计算机仿真模型已经成为一种发展趋势。本文以面向对象技术为基础提出了建立通用化的发动机模块化模型库的思路,并依据该指导思想在新的面向对象的仿真工具—Modelica语言基础上最终开发出一个包含涡扇发动机各部件在内的模型库,详述了模型库构建流程及其结构。在此基础上进一步建立了一个带开关磁阻电机的混合排气涡扇发动机模型。最后通过对其进行仿真来验证该模型库的实际效能并获得满意结果。     

仿真模型可重用性的概念与判定研究

仿真模型重用是当前建模仿真领域的热点和难点问题之一。模型重用的关键是对可重用性的判定。统一的构造了可重用性的形式化概念体系,厘清了可重用性、应用情景、模型假设、模型约束、实验框架、能力框架以及可重用模型等概念及其相互关系;在形式化定义的基础上,给出了可重用性的判定算法,该算法包括应用情景接口兼容性判定和行为逻辑的等价性判定两部分。最后讨论了研究成果的应用策略以及已经完成的工作。     

基于框图建模的表现模型研究

讨论了表现模型的概念和构成，以及它与可视化模型和仿真模型的关系。在此基础上，以交战级仿真应用为背景，设计和实现了基于框图建模方法的表现模块库。用户可以根据需要，通过选取相应的功能模块，订购相应的仿真模型数据，建立表现模块之间的输入输出关系，和设置表现模块的功能参数来快速构建三维表现模型。该表现模型将仿真模型和仿真表现分离，在仿真演示上具有灵活、通用的特点。