基于DDS的飞机机电系统组态监控技术研究

为了解决基于DDS的分布式协同仿真平台多节点、多模型条件下飞机机电系统复杂关联参数的实时监控问题,结合组态监控技术提出一种基于DDS的飞机机电系统协同仿真组态监控方法,设计了组态监控平台与分布式仿真平台的数据交互接口,实现飞机机电系统模型的实时过程监控以及监控界面的图形化显示;集成测试结果表明,该组态监控方法实现了对飞机机电系统复杂关联参数的读写、存储以及监控界面的图形化显示,提高了飞机机电系统的协同仿真验证效率,降低了分布式协同仿真监控系统的开发难度.     

交通网络车流量的分布式协同优化方法研究

针对城市交通网络主干道车流量密度非连续特性,分析了交通网络车流量分段仿射模型.从最小化车流量延迟角度,给出了优化目标函数并进行凸分析.在此基础上,将城市交通网络系统描述为非完整性约束条件的非线性动态系统,利用反步法通过控制变量代换和状态转换将该系统转化为时变可控协同标准型的一般形式,并设计城市交通网络系统的分布式协同控制律.然后在城市主干道交通网络模型中,分别对协同分布式优化方法、定时控制、感应控制三种交通控制算法进行对比仿真分析,从仿真结果可以看出,本文所提出的协同分布式优化方法具有较好的性能,有效的降低了交通网络中车辆平均等待时间.     

基于分布式异构仿真的协同建模框架研究

复杂大系统的建模与仿真涉及到多个领域的人员协同开发,各类人员采用本领域成熟的建模方法和工具构建模型,这些模型具备粒度精细、置信度较高的特点,但同时也产生了模型异构的问题.本文针对复杂系统的大规模仿真应用探讨了异构模型开发和集成的思路,对如何使这些异构模型协同参与仿真的问题进行了深入研究,分析和归纳了当前已有的协同建模仿真环境DEVS/HLA、DEVS总线以及CDM的工作原理和关键技术,提出了以分布式异构模型为基础的协同建模框架的功能描述.     

基于分布式优化的协同干扰任务分配研究

为保证目标区域干扰覆盖和最小能量消耗的优化目标,建立协同干扰任务分配模型。在分布式协同优化框架下,将集中式任务分配问题,转换为各个虚任务区内小规模的分布式优化问题,采用分解-协调优化模式和启发式遗传算法相结合的方法,实现对各个子区域优化问题的二次迭代求解。仿真结果表明,分布式协同优化方法能够有效降低协同干扰任务分配问题的求解规模,避免“维数灾”,具有可行性。     

基于模型预测控制的无人机时空协同航迹规划

为了求解同时实现空间协同和时间协同的多无人机时空协同问题,提出了基于分布式模型预测控制的多无人机在线协同航迹规划的方法。建立了由MPC（Model Predictive Control,）控制器、空间协同模块和时间协同模块组成的多无人机分布式时空协同航迹规划框架结构。MPC将时空协同问题转化为滚动优化问题,优先级的方法实现了空间协同和时间协同的解耦,同时改进了碰撞冲突消解规则,并设计了时间冲突消解规则,解决了分布式时空协同问题的动作一致性问题。仿真实验表明,该方法可以有效地实现多无人时空协同航迹规划。     

基于多Agent的分布式通信对抗目标分配系统

针对通信对抗目标分配的特点,提出一种基于多Agent的分布式目标分配系统。给出问题描述和模型建立的方法,设计分布式协同拍卖机制和分布协同拍卖算法,其中,分布协同拍卖算法包括竞拍序列禁忌规则、目标威胁度更新规则等。仿真结果表明,与遗传算法相比,该算法收敛速度较快、实时性较强。     

跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制

为解决跨座式捷运车辆编组协同巡航控制问题,本文提出了基于固定时间理论的跨座式捷运车辆编组分布式协同巡航控制方法.首先,文章建立了跨座式捷运车辆编组动力学模型,明确了编组队列的控制目标,构建了分布式固定时间协同巡航控制架构,提出了跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制方法.然后,本文运用代数图论描述编组间的通讯拓扑关系,应用了分布式固定时间终端滑模估计器估计领航编组的位置和速度,设计了分布式固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性.最后,文章进行了加速–巡航常规工况仿真实验,验证了所提出控制方法的有效性.     

分布式天线协同校验的定时捕获方法

不精确的定时捕获造成分布式天线系统性能下降,为提高定时捕获时的正确捕获概率,提出分布式天线协同校验的定时捕获方法。在线形小区的平坦瑞利信道中考虑有两根分布式接收天线,根据时延差先验信息,建立协同校验的限制条件;然后,各分布式天线根据门限检测方法进行定时捕获;为去除部分定时捕获错误,各分布式天线在构建的限制条件下进行协同校验与校验后处理。分析与仿真结果表明,提出方法能有效地提高各分布式天线定时捕获时的正确捕获概率。     

基于分布式一致性的无人机编队控制方法

多无人机系统中,系统状态的一致性是实现多无人机协同控制的基础,针对多无人机中存在的三维空间编队控制问题,提出一种分布式一致性的无人机编队协同控制方法。在主机-从机组成的多无人机系统的基础上,引入分布式结构,设计无人机控制系统模型并建立无人机编队协同机制。根据协同机制设计基于一致性算法的协同编队控制器、基于匈牙利算法的任务分配策略以及避障策略。分别在简易模拟器和基于ROS-Gazebo的实景模拟器中仿真验证了协同控制方法的有效性。结果表明：无人机群能够有效地完成协同编队任务,并且可以通过调整层次结构进行有效编队重构。     

分布式嵌入式系统软硬件协同仿真平台

为了更好地服务于软/硬件协同开发,分析了现有的基于单机架构的全系统仿真工具的不足,考虑到嵌入式开发人员位于分布式环境的特点,设计了一种基于B/S架构的分布式嵌入式系统软硬件协同仿真平台。基于开源仿真工具SimSoC进行实现,阐释了将基于单机架构的仿真工具改成分布式的一般规律。利用该方案在实际案例中进行了应用。     

基于模型的虚拟温度传感器设计

针对航空发动机控制系统的半物理仿真过程中实时温度场难以模拟、接口电路的温度通道不能检验等问题,提出了一种基于模型的虚拟温度传感器设计思路。在Matlab/Simulink平台上建立传感器的变时间常数算法模型,使用RTW-EC的自动生成代码工具基于数字信号处理器(DSP)C2000微控制器设计了虚拟温度传感器,进一步结合CCS集成开发环境(IDE)对所生成的温度传感器代码进行了处理器在环(PIL)验证。仿真结果表明:所构建的虚拟传感器能够高精度模拟真实温度传感器的特性,可以满足航空发动机控制系统半物理仿真试验的要求。     

基于GRNN的非线性预测控制及其IPC实现

阐述了一种基于泛回归神经网络(GRNN)的非线性预测控制算法,在Simulink下进行了相应的仿真,得到了较好的效果,并且应用Simulink/RTW代码生成技术将仿真算法文件生成可调用执行的动态链接库,提供给LabVIEW调用。实现了仿真代码到实现代码的快速原型化。最后在HUATEC A3000非线性对象上,投入运行,取得了良好效果。     

基于STKX组件的视景仿真关键技术

在不启动卫星工具包(STK)的基础上,将STK应用于分布式视景仿真,通过插入STKX组件和调用组件应用程序编程接口函数完成STK的功能调用,解决STKX组件与运行支撑环境的集成问题。采用进程通信中的共享内存和事件技术,以S函数模块为中间件,实现Simulink模型数据的实时获取,获得数值仿真结果。基于STKX的导弹攻防视景仿真实验表明,该方法无需启动STK即可应用于分布式视景仿真。     

复杂产品虚拟样机协同开发平台设计与实现

提出复杂产品虚拟样机协同开发平台的体系结构和功能框架,设计统一数据访问接口,自主开发了“复杂产品虚拟样机协同开发平台”软件。该软件包括个人工作空间管理、仿真建模、数据管理、过程管理、模型库管理和仿真评估等功能模块,能够支持复杂产品从设计、仿真、分析和优化的整个多学科协同开发过程,实现了对协同开发相关的项目、人员、模型、数据和工作流等资源的集成化管理,为复杂产品虚拟样机的实施提供了设计、仿真和资源管理的分布式支撑环境。     

500m口径球面射电望远镜柔性馈源支撑系统仿真

为给500m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)提供设计优化方案,对其柔性馈源支撑系统进行1:1原型虚拟样机的全程仿真.设计整个仿真模型的控制框架和控制算法;分析系统的运动学、动力学和在干扰载荷下的控制精度.整个仿真工...     

Collaborative virtual geographic environments: A case study of air pollution simulation

The integration of high dimensional geo-visualization, geo-data management, geo-process modeling and computation, geospatial analysis, and geo-collaboration is a trend in GIScience. The technical platform that matches the trend forms a new framework unlike that of GIS and is conceptualized in this paper as a collaborative virtual geographic environment (CVGE). This paper focuses on two key issues. One is scientific research on CVGE including the concept definition and the conceptual and system framework development. The other is a prototype system development according to CVGE frameworks for air pollution simulation in the Pearl River Delta. The prototype system integrates air pollution source data, air pollution dispersion models, air pollution distribution/dispersion visualization in geographically referenced environments, geospatial analysis, and geo-collaboration. Using the prototype system, participants from geographically distributed locations can join in the shared virtual geographic environment to conduct collaborative simulation of air pollution dispersion. The collaborations supporting this simulation happen on air pollution source editing, air pollution dispersion modeling, geo-visualization of the output of the modeling, and geo-analysis.     

协同虚拟样机的工作流时间管理研究

协同虚拟样机的工作流管理能支持和控制分布异地的多个集成化产品开发团队的动态协同设计过程,实现对虚拟样机协同设计过程的有效管理,对改善虚拟样机工作效率、提高工作质量起着重要的作用。重点对虚拟样机的工作流时间管理进行了研究,通过对路由结构的分析,采取工作流松弛时间分配方法,调整部分弱不满足时间约束至可满足状态,使更多的工作流实例满足截止期限,降低了异常触发频率,节省了处理开销,提高了运行效率。     

基于Matlab／Simulink的无人机飞行仿真研究

该文以某小型无人机为研究对象,基于其数学模型,在Matlab／Simulink环境下并结合Stateflow的有限状态机实现了对该无人机飞行过程的仿真模拟。首先利用Matlab／Simulink,对小型无人机搭建了非线性数学模型,对其飞行控制律进行了研究;然后利用Stateflow模拟了无人机的飞行管理器,实现无人机多模态之间的转换;最后对无人机的控制规律进行了验证。其结果表明了该控制规律的合理性和有效性。     

基于移动代理的协同气候模拟计算环境设计

针对全球气候模拟中多学科交叉合作的特点,采用基于移动Agent的分布式计算技术,构造了一个层次结构的协同气候模拟计算环境。在系统原型中,应用层各通信实体通过软件总线和代理间的通信原语互联,形成一个自治的求解网络,并将用户请求以作业的形式向中间层提交。中间层利用自适应资源调度和负载平衡策略,对任务进行合理的调度,使资源和任务的有机结合,实现问题的分布式求解。同时,该计算环境下的计算代码移动策略,为解决互联网环境下实现大规模的协同科学计算提供了一种有效的途径。     

电动力液压驱动四足双臂机器人的设计与实现

针对定基座机器人在复杂环境下作业能力不足的问题,研制出电动力液压四足双臂机器人,将浮动基座与双臂系统的优势有机结合,能够代替人员完成复杂环境下应急处置、工程作业等任务。详细阐述了四足双臂机器人的机械结构、机载电液动力系统、分布式控制系统以及仿真与操作训练平台的设计与实现。提出基于全身虚拟模型的足底力分配方法与足臂协调运动规划方法,实现了躯干浮动基座与双臂系统的联动,大大提升了机器人的作业能力和效率。通过搭建的仿真与操作训练平台完成单臂作业以及双臂协同作业的仿真,验证了所提出控制方法的有效性,并对机器人操作员进行操作训练。在实际样机实验中,测试了单臂抓取以及双臂协同抓取的能力,证明了四足双臂机器人能够满足复杂环境下移动作业的需求。