基于支持向量机的体数据分类算法研究

在由工业CT图像构成的体数据中,低密度材质的灰度与背景及伪影的灰度接近,影响了分类的准确性,进而影响体绘制的结果.针对这一问题,提出了一种基于支持向量机的体数据分类算法.首先以体素的灰度、梯度、局部直方图的熵和矩为样本特征进行训练,得到决策函数,并通过决策函数对体数据进行类别标记,再将具有相同标记的体素的灰度值变换到指定的灰度区间,最后利用阻光度传递函数对体素进行阻光度赋值,完成体数据的分类.实验结果表明,所提出的算法较好的实现了体数据的分类,体绘制结果清晰,且能够实现试件的模拟拆卸.     

一种求解函数优化的混合差分演化算法

为了解决传统遗传算法易陷入局部最优解的问题,在多父体杂交算法和差分进化算法的基础上,提出了混合差分演化算法.该算法的核心在于,采用多父体杂交算子保证算法的遍历性,通过淘汰相同个体来保持群体的多样性,并以较小概率随机选取部分个体进行差分进化操作,从而充分利用最优个体的信息达到了加快收敛速度的目的.对复杂函数的寻优实验验证了混合差分演化算法的有效性.     

汽车电子ABS控制参数混合逻辑动态自标定研究

采用软硬件协同设计方法,提出基于汽车电子子系统模块化统一建模的动态仿真测试方法.参照汽车电子电控单元参数的匹配方法,提出了基于CCP协议在线调整ABS参数的匹配方法,并从理论上研究了基于MLD(Mixed Logical Dynamical)系统的ABS控制参数自动标定算法.并通过求解MIQP问题为ECU-ABS控制解出一个优化的控制序列.以ABS开发为例进行了说明和测试,对监控标定系统进行了试验,建立了完整的电控参数标定仿真、实验流程.提出的方法对其它汽车电子嵌入式实时软件开发,缩短调试、路试周期具有重要的意义.     

汽车电子嵌入式系统测试虚拟现实仿真器研究

研究了面向汽车电子控制系统设计和电控单元测试的汽车电子嵌入式系统测试虚拟现实仿真器,其中集成了多体动力学方法的硬件在回路实时仿真.在具有自主知识产权的汽车电子嵌入式硬件在回路实时仿真测试平台下,嵌入实时子系统综合方法多体动力学车辆模型.基于子系统模块化仿真构建的虚拟现实仿真器组合了车辆动力学模型、电磁阀特性模型、刹车系统模型和轮胎地面模型、ECU控制器、AUTOCP自动标定系统,研究汽车安全系统ESP(ABS)的ECU硬件在回路的控制仿真框架.通过测试表明,该汽车电子嵌入式系统测试虚拟现实仿真器促进开发硬件在回路车辆安全仿真控制系统,加快ESP汽车电子安全系统的开发进程.     

JAVA-SWARM与GIS集成研究——以城市地理模拟为例

与GIS集成是多智能体仿真平台的研究热点,是实现真实场景城市地理模拟的关键技术之一.探讨了降低智能体模型与GIS集成复杂性的体系架构,运用系统集成领域数据集成和应用集成的技术和方法,设计并实现了低耦合、简洁、实用的Java-Swarm与GIS集成组件.该组件提供规范统一的空间数据访问、存储管理、生命周期管理、转换与映射等GIS数据集成服务,为城市模拟应用提供了组件化、低耦合、可配置的GIS集成应用方案.城市地理模拟模型开发实践证明,该组件的应用可以帮助开发人员降低GIS集成的技能要求、减少代码量、提高模拟模型开发效率和质量.     

舰载弹射起飞多体动力学仿真张量模型

舰载机弹射起飞过程复杂,目前完整考虑舰船、舰载飞机和大气运动及其相互作用的仿真模型尚未见到.将舰船、飞机、起落架等视作具有独立质量的多运动实体,基于张量理论建立了弹射起飞过程的全量多体动力学仿真模型.通过张量模型在不同坐标系的投影方程,分析、描述了多运动体之间的耦联关系.并考虑舰船运动、诱导风场等对舰载机的作用,通过某舰载机弹射起飞的仿真结果曲线,描述了舰载飞机弹射起飞过程的特殊动力学行为.     

天然气工业用户峰谷分时定价Multi-Agent仿真

引入多智能体建模方法,构建了政府、用户、燃气公司、实时监控和人机交互等5类智能体,通过智能体的协助与交互模拟由于价格变化所引起的城市天然气管网需求与运营的动态变化过程。并且以某地区为例,将1天24小时划分为峰、平、谷3个时段,按照"量大价高"的原则实施分时定价政策,模拟该地区天然气管网的运行状态。结果表明:①实施天然气峰谷分时,定价能够在保证用户和燃气公司同时获益的情况下,有效降低峰谷负荷差;②在峰、平、谷价格比例逐渐增加的过程中,用户收益是单调递增的,而燃气公司的收益是先减少后增加的,当价格比例增加到一定程度后,燃气公司才开始获益。     

空间站展开机构虚拟样机仿真及可靠性分析

柔性机构的运动具有复杂非线性的特点,为了进行柔性机构的运动分析和动态可靠性分析,提出了一种集成仿真环境下建立虚拟样机模型并进行运动仿真的方法。在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台上进行动力学分析,利用蒙特卡罗随机抽样方法进行随机动态响应分析。在MATLAB中建立神经网络进行随机动态响应仿真实验以减少时间成本,得到了运动参数动态响应分布特性和运动参数的动态可靠度。通过空间站柔性展开机构实例分析和计算,结果表明该方法可以用于复杂柔性机构的仿真和分析,具有精度高、时间成本小的优点。     

基于可编程图形加速硬件的实时光线投射算法

为了在保证绘制图像质量的基础上将体绘制算法的绘制速度提高至实时,提出一种基于可编程图形加速硬件(GPU)的光线投射算法实现(GRC,GPU-based Ray Casting)。GRC在可编程GPU中进行重采样和分类,使用矩阵逆运算以降低重采样坐标的计算复杂度,使用后分类技术以降低算法的空间复杂度。实验表明:对于2563规模的体数据,GRC能够在保证图像质量的基础,以超过30fps的速度进行绘制。     

基于流体模型和GPU加速的火焰实时仿真

针对目前基于物理模型模拟火焰的计算量大、复杂度高,很难进行实时模拟的问题,提出了一种基于流体模型和GPU加速的火焰实时模拟方法,该方法根据火焰的不可压缩、低密度、无粘性等特点,通过流体方程计算火焰的物理属性,并将其求解过程在GPU中并行加速,从而大幅度提高了算法的运算速度,实现了火焰的实时模拟,并取得了较真实的模拟效果。