Win32API在过程实验平台开发中的应用

为方便对复杂工业过程的建模与控制研究，开发了过程实验平台。平台运行时由在Visual C 环境下编译链接的仿真服务器进程与在Visual Basic环境下编译生成的仿真操作站进程组成，仿真服务器承担计算任务，仿真操作站是数据显示与用户操作界面。仿真操作站定时从仿真服务器接收过程数据，并把用户操作实时发送到服务器。为实现不同开发环境下的进程间通讯，使用了管道函数、进程函数等Win32 API函数。该文介绍实验平台的设计思想与主要实现技术，并给出部分调用函数的具体形式。     

竖炉焙烧过程运行优化控制系统的开发及实验研究

为解决具有综合复杂动态特性的竖炉焙烧(shaft furnace roasting,SFR)过程运行优化控制问题,基于研制的流程工业一体化运行控制平台,开发了具有可伸缩、可扩展、可复用以及模块化、组态化特点的SFR过程运行优化控制(operational optimization control,OOC)系统.该系统支持MATLAB、动态链接库等多种算法实现方式,并采用非编译融合算法方式实现算法与系统功能模块的解耦.基于开发的OOC系统,建立了具有运行控制层、过程控制层以及虚拟对象层的半实物仿真实验平台,开展了相应的仿真实验研究.结果表明OOC系统在正常工况和局部故障工况下均能取得满意的控制性能.     

面向全流程优化的选矿过程仿真系统研发

选矿过程的物流是各环节有机联系的纽带,进行选矿物流仿真实验研究对实现优化操作与优化控制生产具有重要的意义。面向选矿过程生产全流程的优化,为了对选矿全流程的物流与生产过程进行仿真,研究选矿过程各个单元的操作与控制对生产全流程指标的影响,建立了基于物料平衡和金属守恒原理的选矿过程物流模拟数学模型总体框架;设计开发了选矿过程物流仿真系统,包括实验软硬件平台结构、功能及其对控制与优化系统的通讯接口。该系统主要侧重其物流的仿真,及其操作与控制对选矿全流程指标(即金属回收率、精矿品位和产量等)的影响,从而为全流程优化的研究提供依据。在所开发的平台上开展了仿真实验研究,实验结果验证了所研发实验平台的有效性。     

基于HLA的平台级视景仿真系统设计研究

随着计算机仿真技术的发展,在大型分布式仿真系统中,单一的视景仿真系统已经不能满足复杂系统仿真的应用需求,基于高层体系结构(HLA)的视景仿真是主要的解决方案.论文结合视景仿真技术和分布式仿真技术设计并实现了一种分布式视景仿真系统,用于武器平台的训练和试验环节,并结合虚拟仿真平台的战术特点,设计实现了相应的武器平台视景仿真系统,对平台操作训练仿真、战术推演验证仿真系统的设计等都具有指导作用.     

复杂工业过程运行优化与反馈控制

过程控制不仅使被控对象的输出尽可能好地跟踪控制器设定值, 而且要对整个工业装置的运行进行控制, 使反映产品在该装置加工过程中质量、效率与消耗等指标, 即运行指标在目标值范围内, 尽可能提高质量与效率指标, 尽可能降低消耗指标, 即实现工业过程运行优化控制. 本文在综述了已有的运行优化与控制方法的基础上, 重点介绍了复杂工业过程的数据驱动的混合智能运行优化控制和运行控制半实物仿真系统, 并以赤铁矿磨矿过程为应用研究案例, 仿真实验和工业应用结果表明所提方法的有效性, 并指出了复杂工业过程运行优化控制研究需要关注的问题.     

网络化控制系统仿真平台的研究

针对网络化控制系统(Networked Control Systems,简称NCSs)运行中的基本特点,设计实现了一个NCSs的仿真平台,目的是为了模拟控制系统在网络环境下的操作及仿真过程,并对控制系统的理论分析与设计方法进行仿真检验。该平台采用VC 和Matlab混合编程的方式实现了三个基本功能,主要结构包括通信部分、控制系统仿真部分以及通信与系统仿真的接口部分等。针对VC 和Matlab不同环境下编程及交互的特点,文中对混合编程实现过程中的若干关键问题做了详细的分析并展示了结果。最后通过仿真实例来验证了仿真平台设计的有效性。     

基于组态软件和仿真软件的层流冷却实验平台

针对热轧层流冷却过程的自动化系统及优化控制算法难以在实际运行环境中进行充分的调试和验证、基于仿真软件发的实验平台则脱离工业实际的监控与运行环境、购买硬件控制系统进行实物/半实物仿真价格昂贵等问题,本文提出了采用组态软件、工业控制器模拟软件、仿真软件混合编程开发层流冷却虚拟实验平台的方法。该平台采用C#语言开发参数优化子系统、组态软件开发管理监控子系统、工业控制器模拟软件运行回路控制程序、MATLAB软件开发对象模型子系统,通过OPC软总线等技术实现了各个子系统的无缝连接。本文最后采用实际工业数据验证了平台的有效性,表明其广阔的应用前景。     

基于单台PC机的工业过程虚拟实验系统设计

通过采用Rockwell系列软件与Matlab软件的混合编程,实现在单台PC机上集成复杂工业过程的虚拟仿真实验系统。该系统具有监控层、控制层和对象层3层结构。其中,Matlab软件实现复杂工业过程模型的仿真,Rockwell系列软件实现控制器的仿真、编程、监控画面的组态等。重点介绍Matlab软件与组态软件通讯方法,通过球磨机典型的PID控制回路表明了该方法的可行性,为在实验室进行复杂工业过程控制系统的建模、控制与优化的研究提供了平台,具有较好的应用价值。     

考核子系统在培训仿真系统中的应用

在计算机仿真训练系统中为了考核培训者日常操作、测试调整和故障处理的熟练程度,因而设计了考核训练子系统,笔者在IDR/IBS卫星通信仿真训练系统及炮兵通信仿真训练多功能系统中作了这方面的尝试。系统的考核功能由考核平台的管理功能、考核平台与操作平台的接口、操作平台的运行处理功能等三个部分共同实现的。需要说明的是这种考核是建立在仿真操作平台的基础上。     

采煤机开采作业机电液一体化虚拟仿真平台设计

针对目前采煤机开采作业虚拟仿真大多根据预设轨迹进行三维仿真、较少考虑煤层负载影响、不能展现采煤机运行动态过程的问题,利用LabVIEW与Simulink的交互式程序开发技术,将采煤机开采作业的三维仿真、电气与液压系统仿真、具体工况三者有机结合起来,设计了采煤机开采作业机电液一体化虚拟仿真平台。在煤层负载突变工况下,通过对电气调速系统、液压调高系统的控制,实现滚筒转速和牵引速度自动调整,从而降低滚筒负载。测试结果表明:该平台能精确、形象地展现采煤机运行的动态过程与煤层负载突变工况下的控制过程。在采煤机操作培训中,该平台能帮助采煤机操作人员掌握煤层负载突变工况下的采煤机控制策略,避免实操风险。     

基于HLA的某型导弹模拟训练仿真系统的开发

基于HLA的分布式模拟训练仿真系统开发是当前大型导弹训练仿真器的一个重要研究方向.文章分析了基于HLA的仿真开发过程.在联邦开发和执行过程模型(FDEPM)基础上,结合开发经验,通过系统分析、联邦设计、FOM/SOM开发和联邦集成四个步骤探讨了某型导弹训练仿真的开发过程.整个仿真系统为实际装备的功能测试和复杂操作模拟提供了一个高效费比的仿真平台.通过应用,取得了良好的综合效果.     

强磁选过程智能优化控制仿真实验平台

强磁选系统具有多变量强耦合、强非线性、工况变化频繁、精矿品位和尾矿品位不能在线连续检测等综合复杂性。为开展强磁选系统优化控制研究提供仿真实验环境,解决其工程化验证问题,建立了强磁选过程智能优化控制半实物仿真实验平台。详细介绍了各系统的组成及功能,该实验平台由模拟现场强磁选的虚拟对象系统、仪表与执行机构虚拟装置、PLC、监控系统和优化控制系统组成。并进行了实验验证,实验结果表明了强磁选过程优化控制仿真实验平台的有效性和可行性。     

典型化工过程软硬件一体仿真系统实现

为了研究、设计和拓展过程监控系统研究的试验平台,开发了基于TE过程(Tennessee Eastman process)的软硬件一体实时仿真系统。本文对这套仿真系统的硬件构造及功能,TE过程的实时仿真数据采集、数据处理、数据图形及表格显示等功能的实现予以详细地阐述。实验表明该系统功能完善,达到了预期的教学及科研目的。     

大型煤化工甲醇精馏过程仿真系统的研究

研究构建大型煤化工甲醇精馏过程仿真平台问题.大型煤化工甲醇精馏过程操作复杂,为了能够更好地分析和预测该过程,本文开发了基于工艺过程机理模型的仿真系统.仿真系统的底层是流程模拟文件,提供过程机理模型和计算平台;顶层是仿真界面,提供人机交互窗口;二者通过Visual Basic接口程序链接.此仿真系统可以为实际的精馏操作提...     

Development of a multi-agent-based distributed simulation platform for semiconductor manufacturing

Since the semiconductor manufacturing system is a large-scale complex system, it is difficult to solve complex problems in semiconductor manufacturing by the mathematical modeling method. This paper presents a multi-agent-based distributed simulation platform to support the extremely complex semiconductor manufacturing analysis. A multi-agent-based distributed simulation platform framework and a multi-agent collaborative control model are proposed to provide a flexible infrastructure and a multi-agent coordination mechanism in distributed environment for semiconductor manufacturing simulation. A multi-agent time synchronization model for distributed simulation is designed to keep events in the correct logical time order in simulation and steps of time synchronization are given. An interaction model and message formats are presented to describe how agents communicate with each other in simulation. The platform development and the design of graphical user interface are also exploited in this paper. Finally, evaluation of this multi-agent-based platform was illustrated with a case study. It indicates that the platform is effective in modeling and simulating the complex semiconductor manufacturing and provides the insights about how to improve the semiconductor manufacturing process with well targeted measures.     

基于虚拟现实的流程工业过程模拟仿真系统

将虚拟现实技术与系统仿真技术相结合,建立了炼油企业虚拟现实过程模拟仿真平台,分析了仿真平台的结构设计与实现原理。介绍了一种基于虚拟现实的炼油企业过程模拟仿真算法,详细说明了该算法在虚拟现实仿真平台上的应用过程,包括重点装置动态模拟、罐区油品调合仿真、进出厂模拟等。虚拟现实仿真平台通过生产过程与数据的可视化呈现与人机交互以及现场应用,可以为炼油企业流程模拟仿真培训与生产过程三维可视化监控提供有效的支持。     

航天产品性能样机建模与仿真综合集成平台

为了提高航天产品性能样机建模与仿真协同工作水平,针对性能样机全生命周期协同建模与仿真过程中管理系统综合集成性差的问题,构建基于云计算平台的性能样机综合集成协同建设与仿真平台。重点研究性能样机协同建模与仿真平台数据库建模与设计、复杂航天产品性能样机综合集成建模与仿真平台框架、性能样机协同建模与仿真平台基础框架、性能样机制造云服务平台架构和系统物理平台架构。应用结果表明,所构建的平台较好地解决了性能样机全生命周期统一建模与仿真以及不同人员、不同工具、不同算法、不同描述语言下的耦合建模、联合仿真问题。      

基于HLA的反舰导弹攻防对抗仿真平台设计

随着仿真技术的发展、军事高科技进步,复杂系统的建模与仿真越来越重要.结合目前研究的课题,反舰导弹攻防对抗十分复杂,而高层体系结构HLA正是为解决复杂系统的建模和仿真提供公共的技术支撑框架,根据HLA仿真体系结构特点,设计基于HLA的反舰导弹攻防对抗仿真平台的总体框架,明确仿真平台的基本功能组成和数据库设计,应用联邦程序开发技术构建系统的联邦成员及成员间的信息交互设计,给出系统的整个仿真运行流程.该系统实现了一个可重用、具有互操作性的反舰导弹攻防对抗仿真的支撑平台,为作战研究、装备发展、战术应用论证提供了一个参考试验平台.     

装备采办领域复杂系统建模仿真的应用研究

在介绍复杂适应系统理论、基于Agent建模仿真方法与Repast平台的基础上,总结了利用Repast平台进行复杂系统建模仿真的一般方法。通过运用该方法,对装备采办过程中军企合作的简易模型进行了研究与实现,结合Repast平台产生的丰富的仿真数据,从如何保持军企合作竞争性的角度进行了分析,对如何提高装备采办的有效性提供了一定的数据支撑。同时,开创了运用复杂系统建模仿真方法对装备采办领域的复杂性问题进行研究的新方向。