小麦植株拓扑结构发生过程的仿真研究

以小麦作物为研究对象,采用小麦植株形态结构的观测分析,提出了由多层次自动机模型、植株拓扑结构数据模型和模型调度算法构成的小麦植株拓扑结构的发生过程仿真方法.多层次自动机模型将小麦植株拓扑结构的发展过程视为生长单元、叶元和器官三个不同层次基本结构的重复、迭代,并以此建立宏状态、子状态和微状态自动机,进行拓扑结构演变过程的控制和形式化描述;植株拓扑结构数据模型基于小麦分枝结构的特征,建立拓扑结构的抽象单元和抽象单元间的关系,实现植株拓扑结构的描述与结构化存储;模型调度算法以多层次自动机为控制机制,进行植株拓扑结构数据的动态更新.在此基础上,采用VC++/OpenGL建立小麦虚拟生长可视化系统,进行了植株拓扑结构发生过程仿真,结果表明,改进方法能够对小麦个体全生育期拓扑结构的演变过程进行准确仿真,与同类仿真方法相比较,具有拓扑发生规律形式化定义易于建模理解、拓扑结构发生仿真控制精确、拓扑控制与描述分离利于改进和扩展等特点,可为虚拟小麦生长研究提供技术支撑.     

复杂工业过程集成建模及其实时监控与调度

采用一种新的混合标识过程／变迁网模型一变计时过程／变迁网来描述复杂工业过程。该模型通过引入过程运行标志离散标识(逻辑变量)和过程运行剩余时间连续标识(时间变量)，有效解决了多工位多工况复杂工业过程底层子过程的集成建模问题、离散事件与连续状态和过程控制与生产控制之间的耦合衔接问题，以及离散事件实时监控、连续子过程实时调度与控制等问题。给出了其实时监控、实时调度与过程控制的最佳策略求解方法。     

基于MAS的分布式集成智能控制系统开发与应用

针对复杂工业过程，研究一种基于Multi—Agent system（MAs）的集成智能控制系统，系统由人机集成单元、控制单元和虚拟仿真单元构成，人机集成单元提供人类智慧与机器相结合有效机制，虚拟仿真单元为控制决策和故障诊断提供仿真信息，控制单元完成系统监视、诊断和控制任务，文中提出了实时Agent的组织和演化机制，采用遵循FIPA组织标准的开发工具JADE开发原型系统，描述了系统的实现，工程应用表明，提出的集成控制系统能有效地解决焦炉集气管压力这类复杂工业对象的过程控制问题．     

高通量筛选系统的双子代数建模

对一类新兴的离散事件系统—–高通量筛选系统而言,max-plus算法是强有力的事件域建模与分析工具,因此,其常被用来进行该系统的建模及控制.然而,有时,尤其是在执行控制策略的时候,需要时间域的描述.为了同时从时间域和事件域高效描述系统,本文利用基于双变量的形式幂级数,把max-plus算法模型扩展为双子代数模型.对可能产生的非因果模型,为便于进行系统分析、仿真和后续的控制,提出了多个相应的基于双变量(时间变量和事件变量)的转换矩阵.通过矩阵转换,得到满足要求的因果模型.最后用实例表明了该方法及其在提高该系统控制效率方面的有效性.     

适合工业过程仿真培训系统的动态仿真方法

提出了一种适合仿真培训系统的工业过程多级仿真方法，这个方法把工业过程分为工艺过程和控制系统两部分，工艺过程及又为网络和设备两个层次，讨论了网络模型和设备单元模块各自的仿真方法，最后分析网络模型，设备单元模块和控制系统的仿真步长的关系。     

交叉口信号控制方案描述仿真模型

提出了一种交叉口多相位信号控制方案描述仿真模型，该模型较好地反映交叉口信号控制方案及其在仿真时段内的动态变化过程，为交通仿真模型真实地反映路网交通状态以及利用仿真系统评价交叉口信号控制方案奠定了基础。     

从过程描述语言到Z语言

Z语言是一种得到广泛应用的形式化规格语言，Z语言可以方便地描述系统操作的数据转换，却很难描述系统操作间的时序关系，而过程描述语言可以方便地描述时序关系，本文利用时序状态转换系统作为中介，提出一种把过程描述语言的项转换成Z规格的机械算法，利用这一算法，Z文也能方便地描述时序关系，本文还通过实例说明了该算法在多视点需求工程中的应用。     

一种状态事件故障树的时间特性分析方法

状态事件故障树是一种适合于描述构件化嵌入式系统失效因果链的建模技术,其顶层事件描述失效发生的结果.对顶层事件发生的平均时间进行分析,是获得系统平均失效时间参数的一种有效方法,可为系统的安全性评估提供支持.由于状态事件故障树缺乏严格语义,使得必须先对其进行形式化描述才能进行定量分析.为此,提出了一种基于交互马尔可夫链的状态事件故障树时间特性分析方法.首先,精化交互马尔可夫链的交互动作,建立接口交互马尔可夫链模型,并基于该模型对状态事件故障树的构件和逻辑门进行形式语义描述;其次,通过并行组合构件与逻辑门的形式语义模型,得到整个状态事件故障树的形式语义模型,并在该过程中使用弱互模拟对状态空间进行约简;然后,基于状态事件故障树的形式语义给出顶层事件发生的平均时间计算方法;最后,给出飞机着陆雷达控制系统和喷淋防火系统的状态事件故障树时间特性分析的实例研究.为构件化系统失效时间特性的分析提供了一种新方法.     

基于时间Petri网的离散事件仿真方法研究

本文总结了现有离散事件仿真的实现方法,探讨了并行处理对仿真系统的要求,提出并建立了一种基于时间Petri网的面向对象模型。在该模型中引入仿真对象并将其作为仿真处理的基本单元;引入事件发生的时间属性并将其作为时序的依据,使并行执行的事件能被正确有效地处理。此外,该方法很好地解决了仿真过程中出现的异常等问题。     

基于元胞自动机的地下水突出与漫延仿真方法

提出了基于元胞自动机模型的地下矿水灾发生时水灾在巷道网络系统中蔓延的可视化仿真方法。在该方法中，用元胞自动机模型描述地下矿巷道网络系统，用元胞来描述突水漫延能量单元，该单元用突水漫延速度和含水量等状态参数来描述。在仿真过程中，可以获得大量关于水灾蔓延、灾害动态、灾害严重程度的量化指标及其可行的调控方法。该方法将时间、空间和系统行为有机地结合起来，在形象、直观、真实的条件下完成水灾在巷道系统中蔓延的仿真。     

化工过程仿真培训系统中的换热器模型

本文讨论了化工过程仿真培训系统中的换热器的动态模型，着重比较了两种稳态模拟与动态补偿相结合的仿真算法－基于平均传热温差和基于传热单元数的仿真算法。分析了基于平均传热温差的仿真算法存在的问题，讨论了基于传热单元数的仿真算法中有关参数的确定方法，最后给出仿真实例。     

流化床催化裂化能量回收系统的计算机仿真

文中讨论了石油化工企业中的FCC能量回收机组的建模与仿真问题。特别关注于仿真算法的讨论与应用 ,在实践中 ,化工过程的数学模型往往是一些大规模的非线性动态模型 ,并且快变与慢变过程相互耦合 ,普通的差分数值求解方法常常出现收敛性困难。本文针对一类具有单调特征的过程模型 ,运用了一种大范围收敛解法 ,相当适合于多工况实时仿真 ,为工业过程建模与仿真提供了一条新的途径。论文还给出了能量回收机组的一些仿真结果     

基于反馈神经网络的动态化工过程建模

针对非线性动态化工过程建模存在的问题,提出了一种新的反馈神经网络结构,并将状态反馈、时间序列延尺以及集中节点的概念结合起来,用于提高反馈神经网络的性能,同时又使得网络结构不至于太复杂,在用此网络结构建模的时间,成功地将BP算法用一网络模型的训练。文中将这种反馈神经网络结构分别对一个单输入单输出（SISO）的非线笥动态系统和一个多输入单输出（SIMO）的连续全混釜（CSTR）模型进行建模,并将所得模型与基于表态BP神经神经所得的模型在模型输出精度和抗干扰性等方面进行了比较,证明了该反馈神经在动态过程建模中能够比静态BP模型更好地反映出动态过程的输入输出关系,并具有一定的抗干扰能力。     

大型运输机综合训练器虚拟仪表系统的研究

随着计算机技术的快速发展,使虚拟仿真模拟器在军事训练中得到了广泛的应用.目前模拟器仪表系统主要是实表系统,存在驱动复杂、价格昂贵等缺点.结合大型运输机综合训练器的研制,介绍了采用虚拟仪表替代真实仪表的训练器体系结构,给出了利用GL Studio3.0来开发虚拟仪表的过程、数学模型及人机交互方法.以高度表、地平仪等典型虚拟仪表的开发为例,介绍了虚拟仪表中指针、数字轮以及非线性刻度的显示方法, 并给出了一些相应的C 代码,为训练模拟器的仪表仿真提出了新的解决方案.     

Encoding a process algebra using the Event B method

This paper presents the use of the B technique in its event based definition. We show that it is possible to encode, using Event B, the models (i.e., transition systems) associated to a process algebra with asynchronous semantics. The obtained Event B models consider that the Event B model associated to the left hand side of a BNF rule defining the algebra expressions is refined by a model corresponding to the right hand side of the same rule. The translation rules of each operator of a basic process algebra are given. Then, an example illustrating each translation rule is given. This approach is based on a proof technique and therefore it does not suffer from the state number explosion problem occurring in classical model checking. The interest of this work is the capability to validate user tasks or scenarios when using a given system and particularly a critical system. Finally, we discuss the application of this approach for validating user interfaces tasks in the human–computer interaction area.     

多组态全工况工业锅炉操作仿真培训系统研究

对工业锅炉安全运行培训仿真技术进行了系统的研究;在详细分析多种工业锅炉操作过程与现有仿真培训系统的基础上,运用多组态分析技术,建立了一个工业锅炉仿真培训模型,开发出具有多工业锅炉模型的、集培训与考试为一体的、支持大规模分布式环境下进行全工况工业锅炉仿真培训的系统。实际运行的效果表明,系统运行可靠、稳定,提高了培训的效率。     

System construction for comprehensive industrial ecosystem oriented networked collaborative manufacturing platform (NCMP) based on three chains

In industrial manufacturing, with the deep integration and development of advanced digital technologies such as industrial big data, industrial Internet and industrial artificial intelligence with manufacturing industry, the manufacturing model is gradually developing and evolving from the direction of networking, platform, integration, collaboration and ecology. Therefore, for industrial manufacturing process, the research of construction of comprehensive industrial ecosystem oriented Networked Collaborative Manufacturing Platform (NCMP) system is great industrial application value by integrating network characteristics, platform elements, integrated mechanism, collaborative model and ecological format. In this paper, the system model of NCMP is constructed from four perspectives, including network perspective, collaborative manufacturing perspective, platform perspective, and industrial ecosystem perspective. Then, a system framework of NCMP based on three chains (manufacturing chain, value chain, and industrial chain) is proposed. Three collaborative subsystems of NCMP (vertical collaboration subsystem from multi perspective, horizontal collaboration subsystem from multi process, end to end collaboration subsystem from multi operator) are constructed. At last, a comprehensive system construction for NCMP in automobile industry is giving. The research results show that the most important elements to construct NCMP are purchasing department collaboration, demand department collaboration, design collaboration, data integration between enterprises and factories, etc.     

化工过程EFSM 模型的应用

扩展有限状态机(EFSM)是一种构造模型的形式化描述语言.首先根据化工过程特征,改进EFSM模型和数据依赖关系,构建变量、状态及相互之间转换条件和动作的化工过程EFSM描述模型;然后提出化工过程变量之间的静、动态依赖关系和故障传播路径的分析方法;最后通过典型化工过程CSTR仿真应用验证了EFSM模型描述及分析方法的可行性和有效性,为工业过程的故障传播分析提供一种新的思路和方法.     

基于虚拟样本生成技术的多组分机械信号建模

采用具有多组分、非平稳、非线性等特性的机械振动/振声信号构建数据驱动软测量模型,是目前工业界测量高能耗旋转机械设备内部难以检测过程参数的常用手段.针对机械信号产生机理的复杂性导致模型解释性弱,以及工业过程连续不间断运行和机械设备旋转封闭的特殊性导致获取完备训练样本的经济性差和周期性长等问题,本文提出一种基于虚拟样本生成（Virtual sample generation,VSG）技术的多组分机械信号建模方法.首先,将机械信号自适应分解为具有不同时间尺度的平稳子信号并变换为多尺度谱数据;接着,采用适合于小样本高维数据建模的改进选择性集成核偏最小二乘（Selective ensemble kernel partial least squares,SENKPLS）算法构建面向真实训练样本的基于可行性的规划（Feasibility-based programming,FBP）模型,提出一种综合先验知识和FBP模型等手段面向高维谱数据的VSG技术,用以弥补真实训练样本的短缺问题;然后,基于互信息（Mutual information,MI）对由真实和虚拟训练样本组成的混合建模数据进行自适应特征选择;最后,基于约简的混合训练样本采用SENKPLS构建软测量模型.以近红外谱数据和磨矿过程实验球磨机的筒体振动/振声信号验证所提VSG技术和面向多组分机械信号建模方法的合理性和有效性.     

基于CAPE-OPEN仿真系统的研究

快速、准确、高效的过程建模对于化工及相关过程的合成、设计、监控、优化等越来越重要。而过程仿真器是实现过程建模的一个很重要的工具。在工业现场实际应用时需要使用多个仿真软件。不同的仿真软件在互用性、重用性和可扩展性上存在很大的障碍。该文在分析当前过程工业仿真软件存在问题的基础上,介绍了开放式计算机辅助过程工程的体系结构、模块划分、软件设计与实现的方法和工具。通过生物污水处理过程应用实例,验证了开放式计算机辅助过程工程相对于非开放式仿真软件的优越性。