建模与仿真的动态V&V技术综述

校核与验证(V&V)技术包括非正规、静态、动态和正规四类技术,是保证建模与仿真(M&S)的可信度的重要手段.动态V&V技术是其中应用范围较广、数学和逻辑上比较正规的技术.它要求模型转化为应用并被执行,根据模型的执行行为来评价模型的精确性.首先简要介绍了M&S的VV&A和校核与验证技术的分类情况,然后论述了动态校核与验证技术并分析了各自的特点,最后介绍了在建模与仿真过程中动态V&V技术的适用范围.对用于校核与验证的动态测试技术和统计技术作了重点介绍.     

通用电子战M&S支撑环境设计与实现

随着大规模先进分布仿真技术的兴起和现代仿真技术领域的不断拓展,仿真的规模和复杂性与日俱增.传统的面向过程的建模与仿真,由于不同对象和过程之间的相互耦合,已远远无法满足像电子战这种实体众多、关系错综复杂的大型系统仿真的需求.联合建模与仿真环境(JMASE)基于面向对象理论和技术,通过定义一系列标准、服务和模型接口及提供一组工具集,实现了模型开发、测试与分析过程的一体化和标准化,促进了不同领域仿真模型的互操作和可重用,有效地解决了复杂大系统M&S所面临的困难,为用户提供了一个开放的、面向对象的通用电子战M&S支撑环境.     

基于服务交互行为的复杂服务协同网络建模

随着分布式计算技术的发展,以自治的服务协同与互操作为主要构造手段、结构与行为随需而变的面向服务的软件系统已成为当前主流的软件架构,分析并理解服务交互行为对于这类复杂软件系统的开发、维护和运营具有重要意义.针对面向服务的软件系统中基本构成元素Web服务的复杂交互执行行为,考虑到服务自治性及系统规模化所带来的复杂性,借鉴复杂网络建模分析方法,提出了一种考虑服务行为特征的服务动态行为生长演化模型.模型首先以真实服务的服务结构数据为基础,以服务间参数关联关系为核心,通过参数匹配建立服务结构网络作为基本连通性约束,代表可能发生交互关系的服务.然后,基于服务间的择优选择、组合交互及动态重组等特性,对面向服务的软件系统生长演化及动态执行行为进行了仿真建模.在Seekda及QWS数据集上进行了仿真实验,结果表明:与传统的软件系统的层次性结构有所不同,由自治的Web服务所构成的软件系统具有更强的模块性;与系统中个体服务演化规则,如择优连接及动态重组相比,服务结构网络的性质对系统最终形态有更重要的影响,相关结果对大规模服务软件的构建及分析具有重要的指导意义.     

离散事件动态系统的结构

提出对离散事件动态系统的结构及组合规律进行研究的问题, 提出离散事件动态系统结构的定义, 提出子系统的两种组合方式并论证了相关的性能保持条件. 利用系统的结构及组合规律, 可以在建模过程中同时考虑控制需求, 避免常规方法的分析困难和综合复杂性, 大幅度减少系统分析和设计过程的开销, 从而为离散事件动态系统监控理论的应用开拓新的途径.     

磁悬浮球系统的变结构控制

磁悬浮球系统是一种典型的非线性、不稳定性系统。本文根据变结构控制理论,设计了一个动态变结构控制器,该控制器能够保证磁悬浮球系统的各个状态逐渐趋近于设计值。同时利用Modelica对磁悬浮球系统进行建模仿真,仿真结果表明磁悬浮球的变结构控制系统具有很好的动态性能和很强的鲁棒性。     

基于组合连接器的潜在无限动态结构的规范

动态软件体系结构的建模与分析是复杂软件系统设计的一个重要问题。基于体系结构描述语言Wright,提出了一种规范潜在无限动态结构的形式化方法。为了便于使用递归机制,引入了组合连接器和动态角色的概念,从而实现了动态体系结构的逐层展开。实例说明,该方法能为动态体系结构的设计提供一种增量式的开发方式,适用于连接器重用的目的。     

基于组合连接器的动态软件体系结构规范方法

动态体系结构的建模与分析是复杂软件体系结构设计的一个重要问题.本文用组合连接器扩展了体系结构描述语言Wright,并由此提出了一种规范动态体系结构的形式化方法.为了支持动态机制,还提出了动态角色的概念.通过实例说明,该方法能将动态体系结构的两种基本形态的描述统一起来,并能为动态软件体系结构设计提供一种增量式的开发方法.由于该方法基于组合的机制,从而适用于体系结构重用.     

火车制动防滑控制的滑模变结构控制方法研究

采用传统的滑模变结构控制方法设计的火车制动防滑控制系统动态性能较差且由于系统的非线性会造成系统产生高频率抖振的控制信号.为此采用改进指数趋近律法对传统的滑模变结构控制方法进行改进.首先构建车轮制动时相应的数学模型,然后对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行设计,接着对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行改进.分别应用Simulink对传统的车轮制动防滑系统和改进的车轮制动防滑系统进行仿真与分析研究.通过对比仿真结果发现应用改进的滑模变结构控制方法设计的高速列车制动防滑系统有更好的动态性能,并且消除了抖振现象,加快了系统响应速度.     

具有动态不确定性互联大系统的分散自适应控制

对一类具有未建模动态结构相似形的严格反馈非线性互联大系统,提出一种基于神经网络的分散自适应动态面控制方案.该方案引入Lyapunov函数来约束未建模动态,利用神经网络逼近理论分析中所产生的未知非线性连续函数.通过Young’s不等式和三重求和项的分解,有效地处理了耦合作用项,并利用动态面控制技术,实现了系统的分散控制.与现有研究结果相比,所设计的分散控制律中不含有控制增益下界常数.通过构造的方法,利用动态面控制设计中引入的紧集有效地处理了未建模动态和分析中产生的不确定连续函数.理论分析证明了闭环控制系统中所有信号半全局一致终结有界,且跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内.两个数值算例的仿真结果表明所提控制方案的有效性.     

自适应评价设计的执行依赖方法

自适应评价设计(ACD)是一种适用于非线性系统的近似最优控制方法。介绍了自适应评价设计的执行依赖启发式动态规划(ADHDP)和执行依赖双启发式动态规划(ADDHP)方法,该方法可以解决由对象非线性或者系统建模不良所造成的不确定性问题,适于处理时变的复杂系统和动态变化的复杂任务。阐述了两种方法的结构、计算和评价网络输出上的不同,并通过仿真分析了两种方法各自的学习能力、控制效果。     

基于Virtual.lab的柔性并联机器人仿真平台

为了实现柔性并联机器人的快速可视化建模,提供柔性并联机器人动力学分析的新途径,针对柔性并联机器人系统内刚体、柔体耦合的难点,利用Virtual.lab软件对VBA的支持及其处理机械系统弹性动力学问题的优势,结合数据库技术、参挝数化建模原理和柔性并联机器人动力学仿真的特点,对Virtual.lab软件进行二次开发,建立柔性并联机器人动力学仿真平台,可实现柔性并联机器人动力学特性的分析.该平台操作简单,建模效率高,计算速度快,便于机械工程师在机械设计中使用.为柔性并联机器人结构优化设计及运动学、动力学规划指标的确定提供科学依据.     

视景仿真中动态水面的实现方法研究

介绍了一种基于Mantis视景驱动的动态水面仿真方法。仿真过程分为两个阶段,动态水面建模和动态水面模型驱动。通过Terra Vista建立具有动态属性的水面模型,在Mantis环境下实现了水面动态效果仿真。     

动态战场电磁环境分布式仿真试验系统

该文通过分析电子情报侦察机的仿真试验需求,选择“实物在回路中”的仿真试验模式,介绍基于此模式而设计的动态战场电磁环境分布式仿真试验系统的框架结构,阐述了各分系统的功能和内涵,文中重点说明同步仿真各分系统的方法和动态场景编辑的软件结构。该系统具有模拟近似实战条件下的动态战场电磁环境功能,可用于定量检验基于多种平台的电子情报侦察机的战术技术性能和作战适应能力。     

基于制导链路的导弹干扰动态对抗仿真研究

随着计算机仿真技术的发展．系统仿真成为评估导弹武器作战性能的重要手段。以导弹中制导阶段制导受电子干扰的情况为主要研究对象,建立干扰信号功率的数学模型,阐述基于制导链路的动态对抗仿真实现方法。组成一套完整的导弹抗干扰动态仿真系统,为评估导弹受电子干扰的作战效果提供技术基础和实现途径。     

基于制导链路的导弹干扰动态对抗仿真研究

随着计算机仿真技术的发展,系统仿真成为评估导弹武器作战性能的重要手段。以导弹中制导阶段制导受电子干扰的情况为主要研究对象,建立干扰信号功率的数学模型,阐述基于制导链路的动态对抗仿真实现方法。组成一套完整的导弹抗干扰动态仿真系统,为评估导弹受电子干扰的作战效果提供技术基础和实现途径。     

海洋环境视景仿真方法研究

针对海洋工程领域仿真可视化的需求,系统研究了海洋环境的视景仿真方法。以三维图形高层开发环境——Vega软件为开发平台,基于honguet-Higgins海浪模型和纹理映射实现了动态海面仿真;基于“Environment Effect”仿真模块生成了海空效果,并设计运动路径,在场景中添加了飞翔的海鸟;利用三维建模、雾化、粒子系统等方法模拟了水下空间效果,利用Creator创建了海底地形模型,通过循环纹理映射实现了海底闪烁光斑的显示;对舰船尾流特效进行了仿真,并概述了各种海洋特效的仿真方法。应用于基于微机平台的虚拟海洋战场实时视景仿真软件中,生成的图像逼真,帧频高于30帧／秒。     

催化重整全流程动态仿真

研究催化重整是石油炼制过程中复杂的工艺流程,为提高系统的稳定性和精度,针对过程进行动态仿真研究,将反应器、加热炉、分离罐作为单位操作工段,建立23元集总模型,保证模型精度较高,解决了求解时无限多个微分方程才能模拟反应过程的难题,并且采用LM法优化目标函数,使用部分迭代法中的龙格一库塔法(RK)计算求解。所建立的模型,正确反映单元的动态特性,从而为催化重整过程的设计、预测和优化提供有益的支持。     

潜艇武器系统综合仿真系统及关键技术

论述了加快潜艇武器装备研制与发展的重要性,指出了现有潜艇武器装备研制仿真支撑环境的不足,为满足潜艇武器系统装备研制需求,基于数字仿真建立了支持半实物仿真试验的潜艇武器系统综合仿真系统.介绍了新研的潜艇武器系统综合仿真系统的构成和特点,重点阐述了研发过程中解决的声纳仿真建模中水声传播损失计算、潜用鱼雷武器仿真中鱼雷弹道逻辑设计与制导控制建模、系统总体设计与集成等关键技术,最后介绍了该仿真系统的应用情况以及对应用前景进行了展望.     

基于ADAMS的车辆传动系统动态特性仿真研究

为进行模型快速修改或更换,实现车辆动力传动系统高效建模仿真,基于可视化的动力学仿真软件ADAMS,应用模块化建模方法,按车辆动力传动系统的物理组成进行模块分解。建立车辆动力传动系统各分模块虚拟样机模型,并组浆成车辆动力传动系统共同工作虚拟样机模型。利用该模型,对某型履带车辆进行换挡动态仿真,并与试验数据比较分析。结果表明,仿真数据与试验结果能较好吻合,该模型能够用来仿真车辆传动系统的动态力学性能,并为后续研究提供支持。     

基于动态结构的柔性工作流建模方法研究

柔性工作流能够快速灵活地适应企业业务流程的动态变化。在分析柔性工作流产生的原因和柔性工作流特性的基础上,详细描述了基于动态结构的柔性工作流的组成及其表示方法,提出了一种柔性工作流建模方法,结合基于Web的客户服务系统,给出了该柔性工作流建模方法的实例。