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摘  要

交通灯的控制是城市交通系统中一个重要的问题。本文探讨了一种新的交叉路口网交通灯的协调模糊控制方法。首先在交叉点和车道上设置流量检测器得到路口的交通数据；然后根据路网多个节点的交通动态特征，提出了一种模糊规则来控制交通信号灯的延长时间和相位变化，使得整个路网车辆的平均时延得到优化。这个方法与一种典型方法作了比较，并且给出了仿真实例，其结果相当令人满意。

研究并行多机成组工件flow-time问题，利用模糊规则量化，使用遗传算法内嵌入模糊控制规则的智能化算法求解这类复杂的组合优化问题，最后给出计算实例及仿真结果,证明了该算法具有解决大规模实际问题的能力。　

根据聚合反应釜的大惯性、大滞后特性，用传统的PID控制、模糊PID控制、分段模糊控制和史密斯-模糊控制进行仿真研究，最后得到理想的史密斯-模糊控制方法。

n维空间中函数优化、模式分类判别函数的确定等问题均可转化为n维空间优化参数的搜索问题。 采用人工神经网或梯度爬山算法均存在对优化函数形式有限制及陷入局部最优等局限性。提出一种基于遗传算法的n维空间优化参数的搜索算法，它采用对变化方向和长度的编码以及分层由粗到精的搜索，能实现全局寻优和改善搜索效率，有效地应用于工业优化、数据挖掘、模式识别等领域。 二个实例验证了算法的有效性。

比较了遗传算法与神经网络的特点，并对将遗传算法用于前向神经网络的可能性进行了研究，同时阐明了遗传算法和神经网络结合的必要性。提出了一种融合遗传算法的神经网络控制方法。该方法采用多层前向神经网络作为遗传搜索表示方式的思想，以神经网络为基础，用遗传算法来学习神经网络的权系数，既保留了遗传算法的强全局随机搜索能力，又具有神经网络的鲁棒性和自学习能力。将遗传算法和神经网络相结合，分析了遗传算法基本参数及神经网络结构、隐层和输出层节点非线性函数的选择，设计了用遗传算法学习神经网络权系数的软件实现方法，成功地实现了机械手逆运动学求解问题及倒立摆的控制。仿真结果显示了遗传算法快速学习神经网络权系数的能力，并且能够有效抑制遗传算法初期收敛的发生，有效地提高了多层前向神经网络权系数的学习效率与收敛精度，确保了快速达到全局收敛，克服了多层前向神经网络传统的BP学习算法精度低、收敛速度慢、容易陷入局部极小的缺陷，表明了该方法的可行性与有效性。

介绍了神经网络非线性预测控制仿真软件包。从OOP和消息驱动机制出发研制了仿真软件结构和设计，从而为控制理论和应用提供了仿真研究平台。

提出一种基于改进遗传算法(GA)训练结构和参数的神经网络控制的算法，它采用并行的模糊推理网络，具有自适应自学习的特点。将该算法得到的控制器用于实际工业对象模型的温度控制仿真，结果令人满意。

研究了直升机在低速飞行时的鲁棒飞行控制器设计以及直升机飞行控制系统的仿真验证问题。以ADS-33D水平1操纵品质要求为设计目标，通过选择适当的加权函数矩阵，采用基于线性不矩阵等式(LMI)的H_¥控制器设计方法，设计了UH-60A直升机在低速飞行时的鲁棒控制器。仿真结果表明，所设计的直升机飞行控制系统具有鲁棒性，达到了给定的ADS-33D水平1操纵品质要求。

小卫星的任务规划是为确定飞行任务目标并根据飞行任务目标制定控制小卫星运行的指令序列。小卫星的任务规划可以归结为在资源一定的情况下的规划与调度问题。对于0-1整型线性和二次型规划(0-1ILQP)问题，本文提出Hopfield神经网的解法。即将0-1ILQP的目标函数和约束条件用罚函数的方法写成能量函数形式，然后利用Hopfield神经网求解出该能量函数的全局最小点，从而求解出原0-1ILQP的最优解。最后，作为一个算例，给出了用此方法成功的在优化卫星任务规划中的应用。

讨论了一种应用自组织特征映射神经网络,建立并快速查找模拟电路故障字典的方法，该方法对单、多软硬故障的识别快速且有效。同时，利用神经网络的泛化性，有效地克服了容差因素对故障定位的影响。

对于新型空空导弹为了使导弹获得更高的机动性、敏捷性和更高的导引精度，大多采用推力矢量控制方案。因为神经网络控制对于系统非线性变化具有很强自适应能力，因而在解决带推力矢量空空导弹的控制问题时有较明显的优点。本文在给出推力矢量空空导弹数学模型的基础上，提出了两种适用于带推力矢量空空导弹的神经网络控制方案，并采用其中的双网络逆动态学习控制方法进行了自动驾驶仪设计。为进一步改善该神经网络的学习效果，还引入基于学习经验的模糊规则。数字仿真表明所提出的神经网络控制对于系统内参数非线性变化具有很强的适应性。

高速列车模拟器是培训高速列车司机的先进工具。本文介绍了高速列车模拟器中视景仿真系统的开发，对视景仿真系统构成、视景仿真软件的开发、场景模型的建立进行了研究；并给出了适合于沿铁路轨道进行视点计算的数据结构。

虚拟样机技术是当前研究和应用的热点之一。它可以较好地支持产品的概念设计，并且有利于实现并行工程的思想。机电一体化产品虚拟样机的建模和仿真要求机械和电子等多个领域之间的紧密协作，传统的建模和仿真工具无法满足这种需求。本文中，我们提出了一种基于域对象模型的多领域异构建模和仿真方法，并开发了一个面向机电一体化系统的分布式虚拟样机仿真环境。通过两个设计实例的建模和仿真，说明该方法可以满足要求。

作为虚拟战场中特殊效应的一部分，火焰和爆炸效果在整个系统中有着重要的作用。生成具有真实感火焰生成的重要步骤是建立相关的模型。本文介绍了一个基于粒子系统的战场火焰模型，该模型引入了随机过程，能够大大减少计算机的工作量，从而增加实时性，并能获得不同精细程度的火焰。最后给出了算法的实现结果。

研究并提出了基于VR(虚拟现实)的潜艇航行训练模拟器的设计方案。设计了系统的总体框架结构，介绍了其主要功能特点，建立了系统的仿真模型，给出了系统的软件设计方法。工程试验结果表明此方案合理有效。模拟器的研制对解决常规海上训练时遇到的经费高、周期长、风险大等问题具有重要的实际意义。

研究了在水声基阵设计中用数值模拟产生海洋环境噪声场的方法及其在水声基阵最佳加权系数和最佳阵增益设计仿真中的应用。计算模拟结果表明该方法实用而且有效。

针对航海动态仿真系统的设计、制造与模拟，在针对分形布朗运动（FBM）进行理论研究的基础上，提出一种具有二维、三维造型功能的交互式CAGD（计算机辅助几何设计）算法，即对于不同格式的剖分，实时地生成各种不同的FBM或类FBM曲线、曲面。此算法成功地运用在地形、地貌的模拟上。

综合采用面向对象技术和模块化设计思想，研究了DIS中态势显示分系统的分析、设计与实现，所构造的分系统在几个研究项目中得到了应用。同时，该分系统具有较好的可重用性，稍加改动，它也可以应用在HLA系统中。

Ad hoc网络的多跳特性和结点的移动性使得协议的调试变得非常困难。本文首先分析了Ad hoc网络协议调试的难点，提出了使用交互式仿真系统调试的方法。然后对我们开发的Ad hoc网络交互式仿真系统的功能、结构和实现方法做了详细的介绍。文章的最后介绍了我们使用该仿真系统调试协议的过程。

高层体系结构（HLA）可以有效的支持建模与仿真的互操作和可重用，基于HLA这种新型仿真体系结构，对无线电通信仿真的数据分布管理（DDM）进行了研究。描述了一种简化的空中交通控制剧本，用于无线电通信仿真，并以此设计了无线电通信的路由空间，给出了对象的属性表和互操作参数表。

针对电子战装备仿真试验的具体要求，分析了系统的结构、组成及特点，提出了解决系统数据传输的实现方案，并对方案中遇到的一些关键技术问题进行了阐述。

针对小卫星采用的一体化设计、模块化集成的方法，选择国际上先进的仿真软件，在单轴气浮转台和AC104实时仿真器硬件的基础上，设计并建立了“小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统”的数学仿真和半物理仿真两个平台。该系统在方案设计阶段用于对总体方案进行优化、仿真与评价；在研制阶段为部件和分系统提供系统性能的验证和验收手段；在测试和运行阶段用于系统的故障诊断、故障隔离和对策研究等。

星座设计是卫星移动通信系统设计一个非常关键的内容，直接关系到系统的性能与成本。软件仿真是星座设计一个行之有效的方法。本文介绍了卫星移动通信系统星座设计仿真软件的设计方案，对软件的有关功能进行了介绍。该软件界面友好，具有丰富的地图操作内容，是军用及民用卫星移动通信系统星座设计仿真、演示的有效工具。

局域网是目前使用比较多的网络之一。如何定量地分析网络的原理，无论是研究者，还是学习者都是重要的。建立虚拟网络实验室，是当前网络研究与设计的先进方法。本文以局域网为例，用面向对象方法建立了一个虚拟局域网模型。重点介绍了建立这种模型所需要的类以及类所包含的主要变量和方法，同时也充分考虑了它的扩展性和实用性。然后，实现了一个小型的虚拟以太网。

在攻防对抗仿真中, 空地导弹对地面目标的毁伤, 是一个非常复杂的问题。本文采用战斗部为破片式战斗部，通过对导弹发射车的易损性分析，目标毁伤树来建立目标易损性计算模型。

时空一致性是分布式仿真的一个关键问题，它对导弹攻防对抗仿真的影响很大。本文主要从实体仿真实现的角度，对导弹攻防对抗仿真中的时空一致性问题进行了研究。文中对实体输入输出的时空基准，信息产生、交互及处理的时空一致性均进行了探讨，提出了切实可行的解决办法。

从层次法的角度出发，运用模块化建模的方法，进行了水泥生产过程计算机仿真模型库的研究。遵循模块划分的原则，结合生产实际，把水泥生产系统划分为若干个子系统和对象，然后用VRML语言逐一完成这些子系统和对象的三维动画构造，从而构建原始的仿真模型库。应用层次法，通过构建更加复杂的模型，并将其添加到模型库中，实现了模型库的动态增长过程。最后，作者又讨论了层次模型库的结构，这是一种树型结构，从而使层次仿真模型库具有更大的可组性和灵活性。

分析了灌装生产线设计中存在的功能需求，提出了灌装生产线三维仿真系统平台的结构框架，介绍了灌装生产线三维仿真系统采用的面向对象和图形化建模方法，讨论了利用OpenGL和VC++ 所开发的三维仿真平台进行灌装生产线动态仿真的过程。

从切管机主轴系统功能结构出发，建立了切管机主轴系统的动力学模型，采用MATLAB/SIMULINK对主轴系统刚性和切削稳定性进行动态数值仿真。实际结构的空载实验和切削性能实验表明，数值仿真具有较高的精度，由此验证了本文所建立的切管机主轴系统的动力学模型是正确的。

考虑了传感器精度对操瞄系统精度影响的分析问题。给出了由传感器误差导致的操瞄系统误差的数学模型。在此基础上，基于统计原理，得到了操瞄系统误差的估计和检验方法。最后，通过某型压制兵器操瞄系统的仿真例子，说明了上述方法的可行性。

文中详细研究了非线性弹簧汽车悬架系统的动态特性。主要从理论上分析了用变刚度弹簧代替定常刚度弹簧后悬架的动态特性，探讨了用小参数摄动法研究分析非线性系统响应特性的有效性；同时将结果与数值仿真研究结果进行了比较。研究结果表明，用小参数摄动法可以得到系统周期激励下响应的近似解析解，为分析悬架系统动态特性提供了一个有效的方法，同时也为悬架设计提供了理论依据。

对于反应过程复杂、反应周期长的生化反应建立起切实可行的仿真培训系统，对制药业和高等工程教育都有实用意义。青霉素发酵是一种典型的具有代表性的生化反应过程。本文全面考虑了生化发酵过程的机理特点及各种过程参数的变化，建立了青霉素发酵过程动态数学模型。仿真结果表明该模型很好地反映了实际过程的动态趋势。

将GIS引入水质模拟信息系统的设计中，推导了多河段线性水质模型并用面向对象方法集成，使得抽象的河流水质仿真具有交互性和可视化，地图处理以及数据分析功能，缩短了模型建模周期。

介绍了植物系统营养生长过程计算机仿真的基本概念，讨论了仿真的目标与策略，探索了通过计算机仿真来实现生命能量系统动力学模型运用于种子植物营养生长过程研究中的一般问题，如系统参数辨识、方程的数值分析及其可视化图形的制作、植物系统能量活动与物质活动间的映射关系等；并以东北大豆的营养生长分析为例，提出了植物系统营养生长过程的仿真方法，借助于计算机仿真技术，再现了植物营养生长的数值化和可视化动态过程。本文希望通过这一研究，开拓计算机仿真在生命科学研究中的有效运用途径。

对有限状态机在CGF系统中的应用作了比较全面的论述，首先对有限状态机的数学模型进行介绍，然后分析了利用有限状态机建立CGF行为模型的原理，最后详细介绍了有限状态机建模方法在ModSAF中的应用。

根据大型复杂仿真系统的特点，文章提出了一种基于相似理论利用模糊数学评估可信度的新方法。作者给出了建立大型复杂仿真系统可信度评估的模糊综合评估体系的原则和模糊评判矩阵的建立方法及模糊定量评估方法和算法。这种方法尤其适用于"黑盒"和"灰盒"仿真系统可信度的评估

在物流仿真的AGV路径规划过程中，我们采用了一种基于划分的平面编码视图算法，并应用于物流仿真软件Simulate中，取得了较好的效果。