元对象机制驱动的复杂系统开放式顶层建模

为了在复杂系统开发过程的不同阶段,以及在不同建模工具和设计部门之间更加准确地描述系统的顶层模型,提出了一种新的面向复杂系统开放式顶层建模方法。基于元对象机制的元建模框架,对SysML进行基本衍型扩展和Simulink衍型扩展;在顶层建模中,把复杂系统划分为静态结构模型、动态行为模型以及两种模型间的交互关系;并对各抽象层次模型进行形式化定义,实现多种异构模型的有效集成。最后,在某无人机飞控系统顶层建模实例中,对基于顶层模型进行了飞控系统的统一建模描述,实现了复杂系统中多种异构模型的高层次抽象,验证了该方法对复杂系统顶层建模的有效性。     

面向复杂系统虚拟样机协同建模的方法研究

基于系统工程建模语言(SysML)与高层体系架构(HLA),提出了一种面向复杂系统虚拟样机(VPCS)的开放式协同仿真建模新方法。该方法可以实现VPCS中各类学科异构模型的集成和协同仿真。将VPCS划分为顶层模型、联邦模型和领域组件模型,并分析了VPCS的模型调度机制;利用该方法,对某型无人机的飞控系统虚拟样机进行协同仿真建模,结果充分表明,该方法可以有效地进行多层次、多粒度、多领域的VPCS仿真建模。     

面向信息物理融合系统的异构模型转换方法

作为一种深度网络化嵌入式系统,信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)具有联合动态性、系统组成异质性、计算过程与物理过程的多尺度融合性等典型特征,使得基于单一模型的传统嵌入式系统模型构建和仿真验证方法面临新的挑战.在CPS系统设计开发与仿真验证时,往往需要组合使用多种设计模型或建模语言以描述信息域与物理域实体特点.针对CPS计算物理深度融合的问题,在分析基于计算模型和物理模型进行CPS系统协同开发需求和可行性的基础上,以统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)模型和仿真(Simulink)模型分别作为计算过程和物理过程典型建模方式,研究了连续时间和离散事件模型间的结构映射和行为映射,提出了一种Simulink模型与UML类图和活动图之间的转换方法,并通过ATL(ATLAS Transformation Language)转换规则实现了技术验证.     

压力顺序调节制动系统及其硬件在环试验

为提高现有线控制动系统的集成度,研究开发了一种压力顺序调节制动系统。通过建立的数学模型仿真得到系统的参数需求,并形成了由电机、滚珠丝杠、主缸及传感器等组成的样机。建立了基于Matlab/Simulink与veDYNA联合仿真的硬件在环试验平台,设计了模糊PD控制器,针对样机的ABS功能进行了硬件在环试验。试验结果表明:系统可以实现各轮缸压力的顺序调节,单轮缸调压频率达到20Hz,受限于电机的性能,系统只能实现部分ABS功能。     

基于Web的数控机床远程故障诊断系统的UML模型

论述了统一建模语言UML扩展机制的表示法、语义及进行系统模型分析的基本思想。在对数控机床远程故障诊断系统功能分析的基础上，利用UML的扩展机制建立了数控机床远程故障诊断系统UML模型，并对系统的信号远程分析处理模块的设计与实现方法进行讨论。     

一种基于扩展UML的企业应用软件PIM模型

针对UML在企业应用软件建模中可用性差和效率低的问题,提出一种基于扩展UML的企业应用软件PIM模型.通过对企业应用软件特点的分析,建立了一个以业务对象为中心的多视图集成PIM模型,对UML进行扩展,在它的元模型中增加了描述企业应用软件PIM模型中的概念及其之间关系的元类、版型和标记,并采用包对这些概念和关系进行不同视点的划分.基于扩展UML的企业应用软件PIM模型通过业务对象的丰富语义实现了UML中各种图之间基于语义的集成,改善了UML的可用性,提高了企业应用软件的建模效率.结果表明:通过实际案例验证了该模型的可行性和有效性.     

可重构飞控系统的鲁棒控制研究

在飞控系统发生故障时，利用可重构飞控系统实现故障重构。本将低，高增益反馈控制方法和分段线性控制技术相结合，提出一种新的可重构飞控系统鲁棒控制结构，通过对反馈控制建设，同时考虑操作面偏转速率饱和限制，从而设计出一种鲁棒重构控制系统，计算结果表明，该方法能有效地完成飞控系统故障重构。     

基于Web的选课系统的设计与实现

Web应用程序的开发方法已经从早期的手工作坊式转向基于面向对象的方法设计。应用UML建模可降低系统复杂性,提高系统设计的可重用性和系统的可维护性。对网上选课系统进行了分析和研究,利用UML技术完成系统的分析和设计,并给出具体的实现方法。     

基于Matlab和VxWorks的无人机飞控系统半物理仿真平台研究

介绍了一种新的基于Matlab／RTW(Real-Time Workshop)和VxWorks实时操作系统的仿真方法，构建了基于Simulink的某型无人机飞控系统仿真模型，可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比，加速了半物理仿真平台的研制。通过使用该平台对某型无人机飞控系统进行了大量的实时半物理仿真，优化了控制律。     

一种软件体系结构在考试系统中的设计与实现

首先介绍了软件体系结构的概念、在该领域研究的方向．并以特定领域为研究对象,提出一种基于业务总线的软件体系结构．实践表明,该体系结构较好的适应了计算机考试领域特点,使软件结构清晰,系统易于开发、扩展以及维护．并使用UML工具对其进行建模,给出了考试系统业务总线软件体系结构模型．最后介绍了应用业务总线这一体系结构开发的实际系统．     

Motion control of thrust system for shield tunneling machine

The thrust hydraulic system of the prototype shield machine with pressure and flow compound control scheme was introduced. The experimental system integrated with proportional valves for study was designed. Dynamics modeling of multi-cylinder thrust system and synchronous control design were accomplished. The simulation of the synchronization motion control system was completed in AMESim and Matlab/Simulink software environments. The experiment was conducted by means of master/slave PID with dead band compensating flow and conventional PID regulating pressure. The experimental results show that the proposed thrust hydraulic system and its control strategy can meet the requirements of tunneling in motion and posture control for the shield machine, keeping the non-synchronous error within ±3 mm.     

柔性翼微型飞行器试验样机研究

柔性翼微型飞行器是目前微型飞行器的重要发展方向，但是在总体、气动分析与实验等方面面临较大困难。通过对柔性翼微型飞行器试验样机的研制试飞和相关气动分析与试验，研究了解决柔性翼微型飞行器的气动性能、飞行性能与操纵稳定性的思路与方法。试验样机的研制试飞与相关风洞试验表明柔性翼微型飞行器具有飞行稳定，操纵反应适当和失速特性好等优点。     

Suggested closed-loop response characteristics for tanker in aerial refueling via mission-oriented evaluation

The flight control law design for tanker should ensure that the closed-loop response can meet the aerial refueling mission requirements. In order to reveal the movement characteristics of the tanker and the handling characteristics of the pilot in aerial refueling, the flight path capture and hold under gust disturbance task is designed as the demonstration maneuver mission to evaluate the flying qualities for tanker in aerial refueling task, which is based on the design requirements of maneuvering tasks used in mission-oriented flying qualities assessment. By analyzing the flight path tracking and holding requirements of the tanker in aerial refueling mission, the relevant parameters that reflect the response characteristics of the tanker in pitch and roll axes are put forward. The ground flight simulation test based on mission-oriented flight quality assessment is conducted, and the test pilot's assessment results based on Cooper-Harper rating and PIO scales are obtained for different flight control law configurations. The suggested requirements of the closed-loop response characteristics of the pitch and roll axes of the tanker are put forward, which can be specifications for the aerial refueling mode flight control design of tanker.     

基于COTS的飞行模拟器快速原型系统开发

基于商用货架产品(Commercial Off-The-Shelf)的思想,提出了一种开发飞行模拟器的快速原型系统。根据对原型系统基本组成的分析,采用商用货架硬件组建了基于以太网和CAN总线的分布式计算机系统,降低了硬件成本提高了可靠性和升级换代能力。根据原型系统的软件功能,确定了高效的商用开发软件,支持快速控制原型的Matlab/Simulink和RT-LAB的采用,不仅实现了复杂的飞行系统和操纵负荷系统软件的快速开发和调试,而且提高了系统开发效率,缩短了开发周期。最后结合开发的原型系统说明了采用COTS的优越性。     

一种提高伺服控制系统性能的设计方法

伺服系统往往存在非线性和不确定因素,其工作过程中参数是时变的,且经常存在非线性扰动,常规控制器很难满足大范围高精度的控制需求。针对伺服系统的大范围高精度控制问题,将线性自抗扰控制器应用于伺服控制系统设计。分析了对象模型,给出了控制器设计过程和结果,在Matlab Sinulink平台进行了仿真实验,并用Quanser半实物平台SER02进行实际验证。实验结果表明自抗扰控制算法具有比PID控制算法更好的鲁棒性,且控制器设计简单,为高性能伺服系统的设计提供参考。     

无人机飞行控制系统优化设计

在小型无人机飞行控制系统经典设计的基础上,结合实际工程需要,应用多目标参数最优化方法对飞行控制系统进行优化设计。实际工程应用表明,优化设计明显改善了小型无人机飞行品质,保证了系统任务的可靠执行。     

Design and analysis of the reliability of on-board computer system based on Markov-model

An on-board computer system should have such advantages as light weight, small volume and low power to meet the demand of micro-satellites. This paper, based on specific characteristics of Stereo Mapping Micro-Satellite (SMMS) , describes the on-board computer system with its advantage of having centralized and distributed control in the same system and analyzes its reliability based on a Markov model in order to provide a theoretical foundation for a reliable design. The on-board computer system has been put into use in principle prototype model of Stereo Mapping Micro-Satellite and has already been debugged. All indexes meet the requirements of the design.     

一种提高伺服控制系统性能的设计方法

伺服系统往往存在非线性和不确定因素,影响系统的精度,其工作过程是时变的,且经常存在非线性扰动,常规控制器很难满足大范围高精度的控制需求。针对伺服系统的大范围高精度控制问题,将线性自抗扰控制器应用于伺服控制系统设计。分析了对象模型,给出了控制器设计过程和结果,在Matlab Sinulink进行了仿真实验,Quanser半实物仿真平台进行实际运行验证。结果显示该算法具有比PID控制算法更好的鲁棒性,且控制器设计简单,对高性能伺服系统的设计提供参考。     

基于能量平衡的太阳能飞机可持续高度分析

相对于常规动力型式的长航时飞机,尽量提高太阳能飞机的最大持续任务高度,更能体现其在工程应用中的显著优势。基于能量平衡,采用敏度分析的方法,着重分析了各总体参数对太阳能飞机可持续高度的影响及约束程度。参与分析的总体参数有各系统部件的"效率特性"参数、"重量特性"参数和设计指标中的飞行季节等。研究结果表明:主要有光伏组件效率及其面密度、结构面密度和二次电池比能量共同约束着可持续高度的上限;要实现跨季节或数年飞行时,飞行季节也约束着可持续高度的上限;另外,仅从能量采集与能量消耗之间的差值来看,太阳能飞机"有利"巡航高度约为10 km。所研究的结果能为太阳能飞机方案设计阶段中的总体参数选型提供指导。