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。     

多飞机平台协同的电子战仿真系统设计与实现

以多飞机平台协同的电子战性能评估为目的,研究基于高层体系结构(HLA)的分布式仿真系统的设计和实现。提出仿真系统的总体设计框架、关键成员模块的设计理念,介绍多平台协同的电子战仿真系统的完整开发过程,包括交互类对象类开发、时间管理策略和系统执行过程流程等。最后给出对战双方飞机平台2对2的仿真实现过程,以验证系统性能。     

武器装备体系对抗联合战役推演系统总体方案研究

在分析武器装备体系对抗联合战役仿真系统研发需求及可能技术途径基础上,以联合进攻与联合防御装备体系论证评估为应用背景,研究并阐述了武器装备体系对抗联合战役推演系统的总体结构、推演流程及其关键技术.提出的武器装备体系对抗联合战役推演系统技术方案,可有效降低相同或不同技术体制异构仿真模型(系统)的组合集成难度,符合武器装备体系论证评估仿真系统快速构建要求,对多个研发单位立足现有系统的联合开发具有显著优势.     

空间信息系统一体化指挥控制技术

本项目是总装试验技术和全军"2110工程"重点研究项目。2006年7月立项,2013年12月通过成果鉴定,2014年12月获军队科技进步二等奖。项目的主要研究内容包括:空间信息系统一体化指控体系架构设计;空间信息系统一体化指控业务建模技术研究;空间态势分析与表达技术研究;空间信息系统一体化指控效能评估技术研究;空间信息系统一体化仿真系统研制;空间信息系统一体化指控综合应用。项目研究成果如下:1提出了空间信息系统一体化指挥控制体系架构,实现了空间信息需求管理、任务规划、融合处理、信息共享、分发应用等一体化指控设计;2突破了多用户、多任     

武器装备仿真系统及其关键技术研究

计算机仿真技术是测试与评估武器装备的有效途径。以信息化条件下武器装备研制、试验和作战为背景,分析了武器装备的研制、试验和打击评估对仿真技术的需求,给出了基于分布式并行计算技术的武器装备仿真系统总体设计框架,并就系统的设计原则、设计方法以及系统组成结构展开了详细探讨,最后就仿真系统实现的几项关键技术进行了重点论述,给出了各关键技术的具体实现方案。     

面向多点侦察和通信服务的多无人机协同任务分配

针对多无人机对多个异构任务目标进行侦察和通信服务的协同优化问题,通过考虑不同目标的任务要求和价值,以及多机协同增益与任务行为制约关系,构建斯坦伯格博弈模型,将上层无人机建立为博弈领导者,下层无人机建立为博弈的跟随者,并提出一种分布式策略更新迭代算法,实现了多无人机任务分配方案的稳定收敛以及系统任务收益优化.仿真结果显示,所提方法能有效提升多无人机系统同时完成多个任务的效益,并能在不同环境下实现面向异构任务价值的高效协同.     

基于高性能并行计算的电子信息装备体系建模与仿真系统

本项目是国家“核高基”重大专项、总装试验技术重点项目和通用电子装备建设任务的研究成果。2004年5月开始立项,2012年11月通过成果鉴定,2013年11月获军队科技进步二等奖。成果主要内容：以国产军用操作系统、中间件、数据库和高性能并行仿真计算机为基础,研制了体系结构建模、体系对抗仿真、装备效能分析、体系能力评估平台,集成构建了“基于高性能并行计算的电子信息装备体系建模与仿真系统”,有效提高了电子信息装备体系综合论证、效能评估分析和关键技术试验验证的能力。成果形式为：基于高性能并行计算的电子信息装备体系建模与仿真系统1套;授权国家和国防发明专利7项,另有6项受理申请;计算机软件著作权登记3项;国防报告6篇;发表学术论文70余篇;技术文档60余份;培养5名博士生、10名硕士生。     

利用Agent实现城市交通信息集成与协同的方法

针对交通业务系统的复杂性和交通信息的多源性与异构性,采用服务总线和Agent技术来构建交通信息集成模型,能够较好地整合多种交通信息实现综合的交通服务与决策.在数据集成的基础上进一步探讨基于服务总线的Agent协同模型,该协同模型可以交通管理各个业务系统之间的联动,从而提高交通管理与服务的效率和综合能力.     

面向产品协同设计的群体决策支持系统及其开发平台

研究群体决策支持系统的关键技术，并将其引入产品协同设计与研制，提出面向产品协同设计的群体决策支持系统层次结构，实现了模型库系统、知识库系统、数据库系统、交互系统以及系统集成和运动的协调控制。以某产品协同设计为背景，实现了产品设计、仿真的工作流建模、并行协同机制以及应用软件模型化方法，为产品设计与研制提供一个集成开发平台PCDGDSS。     

装备采购仿真系统总体设计研究

针对我军装备采购仿真系统建设过程中总体规划不足,技术标准不清的现实问题,按照软件工程化管理的逻辑思维,在全面分析系统建设需求的基础上,提出系统基本功能布局和总体设计方案;明确了系统在需求分析、立项论证和研制3个主要采购阶段的功能定位;提出了基于HLA基本思想的4层体系结构,支持系统实现仿真环境下的需求论证与评估、技术成熟度评估和项目核心要素管理等主要装备采购活动。     

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.     

基于知网文献分析的我国仿真模型VV&A研究进展

建模与仿真是产品试验鉴定的重要手段,基于数学理论方法,利用计算机系统实现多模型建模、多模态预测,可将试验前伸到产品研制初期,从而使试验设计更具针对性.建模与仿真理论以及模型验证评估技术在装备研制与试验鉴定和航天领域的材料评价验证工作中得到了大规模应用.例如,认定、分析工作的环境适应性试验、应用验证工作的应用可靠性验证等,常常会涉及动力学研究;热老化、热分解、辐射交联、真空出气、污染等,需要通过数值模拟、建模仿真来实现对材料性能的预测.仿真模型的可信度尤为关键,可直接影响材料应用边界的准确性.特别是建模与仿真的可信性评估,关乎材料保证与应用验证试验结果的决策价值.因此,在建模仿真的基础上,必须针对仿真模型开展校核、验证与确认(VV&A)研究,以评估仿真可信度.综上,笔者旨在通过文献分析,厘清仿真模型VV&A研究领域的技术发展脉络和趋势,为进一步研究仿真模型VV&A技术奠定基础.     

支持人人交互和细粒度功能协作的三维协同CAD环境

研究了一种支持人人交互和细粒度功能协作的三维协同设计模型,验证了细粒度三维协同设计的通讯机制.提出采用标准宏参命令为基本单元的通讯协议来支持异构CAD应用的集成.构造了三维协同工具的Agent结构,并描述其工作过程.初步实现一个集成两种异构三维CAD应用的原型环境.     

基于Modelica太阳能电动汽车多领域统一建模与仿真

基于多领域建模语言Modelica与太阳能电动车物理结构,建立了面向对象、层次化和模块化的整车仿真模型,基于模型库,建立电池、电机及驱动、底盘及控制等子系统多领域统一模型,结合试验对关键部件模型进行验证及参数标定,实现了各系统模型无缝连接。在试验行驶工况下,完成整车的动力性与能耗经济性仿真,仿真与试验结果较为吻合,验证了方法的正确性,为电动汽车提供全新开发方法。     

面向PLC自动控制生产过程的实时仿真系统设计

针对三维物流仿真模型只能间接模拟自动化生产运行过程的现状,提出了一种利用Flexsim仿真软件建立基于PLC控制信号的实时仿真模型.运用WinCC组态软件提取PLC中的控制信号参数,通过VB程序设计,将控制信号参数存储到SQL数据库中,完成控制信号采集任务.再利用Flexsim仿真模型中触发器代码,调用SQL数据库中对应实时参数来控制仿真模型的运行,实现实时仿真.在分析实时仿真系统数据处理的过程中,重点研究了PLC信号采集和Flexsim数据调用方法.最后,将研究结果用于"环保型废旧轮胎综合处理设备"项目中油路、温度等控制系统仿真,仿真过程经验证达到了实时仿真效果.     

基于工作流的多型号产品生产计划与调度系统

为了实现多型号产品生产计划与调度过程的并行与信息有效集成,针对型号产品研制生产的特殊要求,提出了一种基于工作流的多型号产品生产计划与调度模型.建立了生产计划与调度过程模型、计划模型和组织模型,提出了一种基于协同理念的运行控制模型,详细描述了协同控制运行机制和相应的调度策略.利用Delphi6开发了多型号产品生产计划与调度管理系统.应用表明,该系统能够有效地提高生产计划与调度过程的监控能力,缩短型号研制生产周期.     

某型导弹飞控计算机半实物仿真系统的设计

半实物仿真试验是导弹控制系统研制过程中的重要手段。文章针对某型导弹的飞控系统半实物仿真试验的任务需求,基于RT-LAB仿真环境搭建了半实物仿真系统,介绍了仿真试验步骤,并给出数字仿真和半实物仿真的对比结果。研究表明,该仿真系统能够方便快捷地将数学模型应用于半实物仿真试验中,降低了构建系统的难度,缩短了研制周期,并具有较高的灵活性和可扩展性。     

基于虚拟中心数据源的飞机装配数据集成

为了解决飞机装配数据中存在的多源异构问题，促进数据共享和充分利用，提出基于虚拟中心数据源的飞机装配数据集成方法.通过在所有局部数据源之上构建一个虚拟中心数据源，解决飞机装配数据的多源异构问题并改善数据的可访问性.将飞机装配数据分为装配对象数据、装配系统数据和装配任务数据3类.提出5层支全局系统数据模型，建立全局统一的索引规则，持数据请求者无歧义地表达数据需求，避免出现语义异构问题.对提出的数据集成方法进行软件实现，构建了装配数据集成中间件，并利用该中间件实现外翼翼盒装配的数据集成.进行中间件的应用验证与测试，结果表明数据集成中间件能够以毫秒级额外数据访问时间为代价，实现多源异构飞机装配数据的集成，改善多源异构数据的可访问性，具有较高的并发性能.     

雷达组网对抗仿真系统设计与实现

针对目前雷达组网体系对抗仿真的应用需求,提出了一种基于高层体系结构/时间运行支持环境(HLA/RTI)的雷达组网对抗仿真系统设计和实现方法。首先设计了该仿真系统的结构框架、对象类表和交互类表以及各联邦成员的实体模型集。然后通过所设计的系统仿真流程和作战想定,在KD-RTI仿真平台上模拟实现了雷达组网系统与干扰机组网系统之间的一种动态对抗过程。仿真结果证明,该仿真系统不仅能实现想定推演、战情重演、综合态势演示及干扰/反干扰效果评估等多项功能,还可为组网对抗的作战战法研究提供必要的试验平台和理论依据。     

基于复杂系统科学的MIMO无线传输分集与编码技术

多输入多输出(MIMO)技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,是第四代(4G)无线移动通信系统中最富有竞争力的技术之一.然而由于移动台的尺寸和载频的限制,使多天线技术很难实现.基于复杂系统科学的MIMO无线传输分集和编码技术成为解决这一问题的可选方案.围绕国家"973"计划项目"基于复杂系统科学的MIMO无线传输分集与编码技术"展开MIMO天线设计、MIMO信道模型、MIMO信道估计、MIMO无线传输协同分集和协同编码等方面研究,完成了相关理论推演和实验研究.这些研究为准确分析与设计4G通信系统提供了有力的保障.最后对未来的研究工作进行展望.