基于多层等值面的电磁环境三维可视化研究

电磁环境三维可视化是目前虚拟战场环境中亟待解决的问题之一,提出多层等值面的方法来表现三维电磁环境。数据生成采用了Longley Rice电波传播模型,该模型考虑地形遮挡以及大气影响,计算生成了用频设备的三维空间电磁波强度值。为了直观表现电磁波强度在空间中的分布范围,采用多层Marching Tetrahedra(MT)等值面的方法,表现了多个不同强度大小的电磁环境分布,解决了面绘制方法在对体数据内部数据细节表现不够的缺陷。为了提高电磁环境的可视化性能,充分利用现在图形处理器(graphic processing unit, GPU)的通用计算能力,实现了硬件加速多层等值面一起提取输出的方法,降低CPU计算负荷,加快了等值面提取速度。最后实现了一个可实时交互的电磁环境三维可视化系统,实验结果表明该方法表现了用频设备在虚拟战场环境中的三维电磁态势,对于用频设备选址和无线通信规划都有一定的辅助作用。     

串行线模糊生产控制系统的建模与优化

建立了串行生产线模糊控制系统的数学模型,详细描述了模糊控制器的设计,针对问题提出了一种贪婪算法用以解决系统的优化模型.经实例分析,与CONWIP、kanban及Local/Global Pull 混合系统进行比较,结果显示模糊生产控制系统不仅能够维持较低的在制品水平和存储费用,而且在订单投放的稳定性方面更是独具优势,提出的贪婪算法也能够满足系统设计的要求.     

粒子群算法在航空发动机部件模型求解中的应用

将粒子群算法引入发动机部件模型的求解中,利用粒子群优化算法的群体智能和记忆功能,克服了插值法和N+1残量法在求解发动机模型时对初值的敏感性.针对发动机部件模型中非线性方程和共同工作方程组的特点,对基本粒子群算法采用不同的改进措施,得到两种改进粒子群算法HPSO1和HPSO2.仿真结果表明,改进粒子群算法求解发动机部件模型具有更好的收敛性和更快的收敛速度.     

基于响应面法的汽车侧撞安全性仿真优化

建立了整车侧撞有限元模型.通过与碰撞试验结果对比验证了该模型的可靠性.考虑汽车侧围结构的碰撞安全性,由整车侧撞有限元模型导出了侧围子结构模型.采用响应面法进行了车身侧围结构仿真优化.仿真结果表明:基于响应面法的子结构模型可将汽车侧撞安全性优化时间缩短至传统整车模型方法的五分之一.优化后的胸部损伤指标明显降低,满足侧撞乘员保护要求.     

不确定非线性跳变系统滑模耗散控制

针对既含有连续时间演化,又含有马尔可夫事件驱动的一类非线性不确定混杂动态跳变系统,研究相异滑模面上的耗散控制问题。对于跳变系统所具有的匹配的不确定性,可根据滑模控制理论,设计比例-积分多滑模面及相应滑模控制器。与此同时利用耗散控制理论并结合线性矩阵不等式,得到存在非线性和非匹配不确定性滑模面的无记忆状态耗散控制器。如此,系统滑模耗散控制器便可给出。最后数值事例验证定理的正确性。     

基于反面选择原理的智能融合故障检测模型及其应用

针对反面选择算法用于故障检测所存在的局限性,提出了一种基于反面选择原理的智能融合故障检测模型.该模型利用人工免疫系统的反面选择原理来构建神经网络检测器,通过训练将系统的异常模式信息存储在分布的检测器中,根据检测器的激活来发现系统的故障.通过混沌时间序列的异常检测仿真实验,研究了模型参数对故障检测性能的影响.最后以发动机压气机失速检测实验为例,证实该方法对失速信号的模式特征具有较强的分辨能力,同时表明神经网络检测器比常规的二进制编码检测器具有更好的故障识别能力.     

末段脉冲修正迫弹攻击区建模与仿真

为了确定采用激光半主动制导的末段脉冲修正迫弹的攻击区域,建立了导引头目标捕获域模型,分析了迫弹受到的脉冲控制力及控制力矩,推导出六自由度有控弹道方程组,给出了脉冲最大修正区域模型,并提出了攻击区建模和仿真的方法.利用上述模型对给定启控条件下的攻击区进行了仿真计算,得到了不同导引头参数及不同脉冲冲量作用下的攻击区域图.结果表明,提供的模型及仿真方法适用于该类弹箭攻击区的求解,对于导引头、脉冲发动机的设计也有一定的参考价值.     

脉冲爆震发动机不同副室的快起爆过程数值模拟

爆震波的有效起爆是目前脉冲爆震发动机能否工作的关键.分别针对三种不同副室结构的爆震管,通过二维数值模拟研究了脉冲爆震发动机的起爆过程.研究表明:(1)电火花塞的能量不足以直接点燃爆震波,爆震波是在经历了一系列激波和反射激波以及与火焰阵面的相互耦合作用后最终建立的.(2)由于副室结构不同,激波向爆震波转捩时间也不同,将三种情况下的模拟结果进行对比,得出了SDT时间距离最短的最佳副室结构.     

截面突变的座椅多级弹射筒内弹道仿真

以往研究中对多级弹射筒和压力有效作用面的影响重视不足,并且所建模型通用性差.在分析弹射机构工作过程的基础上,建立了适用于套筒式弹射机构的内弹道模型,以火药质量和机构行程控制数学模型的解算流程,并与实测参数进行了对比,误差在0.9%～2.4%之间,说明模型可靠性;利用此模型分析了压力作用面对其性能的影响,得出结论:1)弹射筒工作期间作用面积A对其性能影响显著,弹射筒直径相差0.01m性能参数误差可达15%左右;2)对于套筒式弹射机构性能计算,近似处理会得出大于实际值的结果,因此必须将有效作用面突变效应考虑在内.     

液压自由活塞发动机AMESim/MATLAB仿真

介绍单活塞式液压自由活塞发动机的工作原理,分析了该类发动机的特点.利用AMESim/MATLAB联合仿真技术建立单活塞式液压自由活塞发动机模型,进行了工作过程的动态特性仿真,分析了一个周期内气缸压力、液压腔压力和单向阀与频率控制阀流量变化特性,研究了活塞动力学特性并进行了试验研究.根据对仿真与试验结果的分析,论述了该发动机有工作频率可控和运动速度不对称的特点,频率控制阀要求频响高流量大.这为所研制的液压自由活塞发动机原理样机的设计提供了理论指导.