更新时间是: 2007-12-27 10:02:00

 

 

 

2004年 第16卷 第2期

     (详情见本刊)       

题  目 作 者 摘       要
SBA支撑环境技术的研究 李伯虎
柴旭东

朱文海

孙家广

梁炳成

吴慧中

彭晓源
介绍了具有我国自主知识产权的SBA支撑环境项目的阶段研究成果,包括给出自行开发成功并初步应用的多学科复杂产品虚拟样机工程支撑平台的体系结构、新技术特点、协同仿真平台系统组成结构、多学科虚拟样机协同仿真平台、多学科虚拟样机协同CAX/DFX工具集及全生命周期虚拟产品数据管理PLM等;研究了“仿真网格”的内涵、功能与体系结构,进而提出一种基于“仿真网格”的SBA支撑环境体系结构及其相关关键技术等。最后,展望了进一步的研究工作。

弹道导弹六自由度仿真决策系统设计与研制

邓方林
黄先祥

简要介绍了第二炮兵工程学院近十余年来在弹道导弹仿真系统开发、研制和应用方面的基本情况。重点介绍了弹道导弹六自由度一体化建模的理论和方法、分布式并行仿真计算机系统设计与研制、复杂连续系统仿真程序自动并行化系统的设计与实现,以及六自由度一体化建模与仿真在导弹全生命周期中的应用。
构建科学的战争模拟体系迎接新军事变革的挑战 胡晓峰 新的军事变革需要对作战模拟重新思考。本文提出构建科学的战争模拟体系,用“战争模拟”来取代“作战模拟”,可以更好地反映未来信息化战争的特点。并针对战争模拟的特点和发展,提出并探讨了关于发挥虚拟实践在军事理论研究中的作用、正确进行战争模拟分类和避免误用,加强新的战争模拟理论研究,加大模拟系统的创新等问题。
复杂产品开发的仿真技术 熊光楞
范文慧

陈晓波
复杂产品不仅组成复杂和功能复杂,而且行为复杂。为了快速、高质量和低成本的开发复杂产品,在复杂产品开发的早期能有效、全面地考虑产品的使用行为、制造行为、维护行为和销毁行为的要求,仿真技术是必须的。系统地介绍了先进的产品开发理论与技术,给出了仿真技术应用于复杂产品开发的特点,分析了复杂产品开发的仿真技术应用现状,探讨了面向复杂产品开发的仿真支撑环境。
定性仿真技术及应用 邵晨曦
白方周
定性仿真以非数字化手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定性建模推导系统的定性行为描述。定性仿真是处理不完备信息的有效方法。定性仿真方法产生了多种流派,如模糊仿真法、归纳推理法、非因果关系推理方法、基于因果关系的推理方法、基于图表的推理方法、基于数据的结构化建模方法、基于定性空间的推理方法等。近年来,定性仿真已应用到故障诊断、生态和环境学、机械制造业和工业系统、医学研究、混杂非线性系统、教育系统、人类社会与经济、人工智能等领域中。最后从整体上简要评述了定性仿真的发展。
可穿戴计算与系统仿真 陈东义  Blair McIntyre 可穿戴计算作为一种崭新的计算模式,为计算机科学与技术提出了新的课题,将形成新的计算概念、理论和技术,并将拓展计算的功能和开辟新的应用领域。可穿戴计算也为系统仿真提供了新的计算平台,将会对系统仿真技术产生重要的影响。首先介绍了可穿戴计算,然后初步探讨了可穿戴计算在系统仿真中的应用。  
基于HLA的分布仿真环境KD-HLA的研究与应用  
郝建国
黄柯棣

针对应用HLA仿真技术标准开发复杂大系统仿真的问题,提出了建立基于HLA的建模/仿真一体化环境,使HLA仿真系统集成开发过程进一步系统化、规范化。文章研究了模型建立、运行支撑和控制、事后分析显示处理等HLA仿真系统开发过程中涉及的内容,设计了基于HLA的分布仿真环境KD-HLA,并对其目前的实现和应用情况作了介绍。

先进分布仿真技术的发展与应用 龚光红
王行仁

彭晓源

戴树龄
先进分布仿真技术在军用、民用复杂系统仿真需求的推动下, 取得了迅速发展和良好的应用效果。文中阐述先进分布仿真技术的主要应用领域,重点分析其在大规模联合作战仿真和虚拟采办的研究进展情况,并归纳总结了在相关领域先进分布仿真的关键技术。在上述基础上,以实验室在综合自然环境仿真与可视化、虚拟样机建模与仿真一体化环境、攻防对抗与计算机兵力仿真方面的研究情况为例,介绍了国内研究情况。最后,对先进分布仿真技术的发展及研究策略进行了展望。
注:大会特约报告还有 基于演化的复杂系统建模与仿真研究(王正中:2003年第7);运动体角运动仿真系统(王子才:见大会论文集); 军机仿真系统的系统设计与先进技术(黄安祥等:2003年第9
 专题报告(推荐参选论文)  
基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究 贾荣珍
张文苑
 
建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UMLUnified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。
虚拟样机设计仿真环境中多领域工具集成的研究 侯宝存
李伯虎

柴旭东

施国强

多领域工具集成是复杂产品虚拟样机设计仿真需要解决的技术问题之一。文章提出了一个面向服务集成、具有良好开放性、基于标准的、即插即用的多领域工具集成平台。平台分别基于标准的对象服务中间件(如CORBA/COM/EJB/.NET/Web services等)和HLA/RTI提供了两条软总线,实现单点设计与协同仿真两阶段的集成管理。平台提供工具集成的核心支撑服务,提供相应的服务引擎,实现工具的即插即用。结合标准对象服务中间件技术、模型驱动体系结构(MDA)以及组件技术,平台实现了分布、异构的不同软硬件、不同网络和不同操作系统环境中设计仿真工具的协同工作

激光制导武器仿真实验室环境中的精确激光衰减模型 王仕成
张金生
 

激光在实验室环境中的衰减模型是目标/环境模型的重要组成部分。在分析实验室环境中 激光的衰减特性和光程的基础上,考虑了二维定位反射镜镜面渡膜的反射衰减性质,建立了平面镜激光反射的精确衰减模型;依据漫反射屏表面涂层激光反射特性:当近似认为涂层是平面Lambert反射体时,建立了一种激光衰减模型;当考虑涂层实际的激光反射衰减特性时,建立了激光衰减的精确模型;实验表明,建立的精确衰减模型是正确和有效的。

红外空空导弹制导控制系统动态测试技术研究 贾晓洪
梁晓庚
 
提出了一种先进的红外空空导弹制导控制系统动态测试系统的组成、工作原理及测试方法,对于导弹动态测试过程中所采用的实时分布式仿真技术、SBS高速光纤反射内存技术以及仿真软件设计技术等关键技术内容进行了剖析,对于动态测试技术所能达到的导弹控制部件实物/数字实时半实物多重组合动态仿真技术进行了阐述。系统使用情况表明,该测试环境及动态测试技术可以明显提高导弹制导控制系统的研制手段及测试水平。
计算网格及其在虚拟样机协同环境中的应用探讨  
彭晓源
 
网格技术对分散资源进行定位、分配、收集、协同和利用,并为人机交互提供不同资源,简要介绍了当前网格技术的发展与应用状况。Globus项目是目前国际上最有影响的网格计算项目之一,在Globus2.0软件包的基础上搭建了一个原型系统,并探讨了Globus对在虚拟样机分布式协同建模/仿真环境中的对计算能力的支撑应用。在新发布的采用OGSIOpen Grid Services Infrastructure)的3.0版本基础上进行了网格服务的开发,为在网格环境中各种仿真资源的进一步共享奠定了基础。

分布式潜艇作战系统仿真设计环境研究

 
 

分布式潜艇作战系统仿真设计环境是目前国内功能较全、规模较大、技术较新的潜艇作战系统仿真平台,是数学仿真环境和半实物仿真环境的综合集成。该仿真设计环境可在较真实的水下战场环境中,利用异地分布的设备和仿真模拟器进行互操作,完成潜艇作战系统及分系统的仿真、验证和培训等应用,通过Stage软件的集成实现对整个仿真过程中战场态势的实时显示,并能对仿真结果进行评估。

激光导引半实物仿真系统的设计与研制

邓方林
刘志国

王仕成

以某激光导引兵器为背景,研究了将激光导引头实物接入回路的半实物仿真系统的方案、设计与研制。构造了一个激光制导兵器在接近真实飞行环境下,对目标进行瞄准、跟踪和实施攻击的仿真系统。本系统可对该激光制导兵器进行全数字仿真或半实物仿真研究,检测激光导引头接收目标信息、分辨目标、跟踪目标和抗干扰工作能力等。该系统已成功的运用于某型激光制导武器导引头的半实物仿真。

采用VR技术的集装箱吊装模拟器原型机的研究  
林锦尧
介绍了集装箱吊装模拟器原型机的系统构成。根据拉格朗日运动方程建立了系统的运动模型,并在模型中增加了对集装箱吊减摇系统的仿真。仿真结果表明,所建立的运动模型可以模拟由于加速运动所产生的货物不规则摇摆及在减摇控制装置起作用时,货物摇摆角的收敛情况。尝试采用一种基于层次结构和均衡二叉树的面向对象实时三维碰撞检测技术,实现了虚拟场景的实时碰撞检测。视景系统采用半球形显示系统,满足系统对垂直视场角的要求,具有较强的沉浸效果。
通用型CGF系统中推理决策模型的研究 曲行达
龚光红
为了使计算机生成兵力(CGF)实体在仿真环境中具有智能,人工智能技术被广泛的采用。在设计通用型CGF系统推理决策模型的过程中,使用了产生式系统来实现作战任务阶段的决策,使用了模糊理论来实现敌方实体威胁程度的决策,使用了人工神经元网络来实现武器开火的决策。这些人工智能技术在舰艇兵力模型设计中的应用表明,它们能够有效的提高仿真实体的智能水平。
多自由度机械臂系统的虚拟样机开发 肖田元
赵银燕
 
结合典型产品医用心血管造影系统,利用虚拟样机技术,对多自由度机械臂系统的运动防碰进行了仿真分析和预测,确定了PLC运动控制的算法。以上工作首先基于对系统运动防碰存在问题的分析,并借助距离检测方法,在Pro/mechanic软件系统上进行实现。随后,为了解决控制系统和机械系统动态特性匹配问题,基于ADAMS/MatLab进行了机械系统和控制系统的集成仿真,对整个系统的运行工况的动态特性进行了分析,从而,从工程实现的角度解决了某类医疗装备的运动防碰问题,为产品的定型提供了准确而有效的方案。
一种根据等高线生成三维地形的方法

 
康凤举
宋志明

褚彦军

提出了一种通过读取单色BMP格式的等高线图产生三维地形的方法。该方法对应每一个高程生成一个或多个多边形,再把代表不同高度的多边形放置到对应的高度上,并从最低端的多边形开始,逐层向上一层多边形采用沿各顶点法线放样的方法生成地形三角形。这种方法适用于生成锥形山、丘陵等小面积地区的地形模型。

计算流体力学在清扫车仿真分析中的应用研究

 
李欣峰
肖田元
曾广银
为了在生成物理样机前获取高速公路清扫车清扫效果的特性,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对高速公路清扫车气路系统流场的仿真分析。基于有限容积方法采用了非结构网格和k-e湍流模型给出了气路系统流场的仿真模型和典型气路系统的优化设计,如改变吸盘的水平截面形状,改变料箱的隔板形状和位置,并对优化设计下的CFD仿真结果进行了详细深入的讨论,分析了吸尘系统、除尘系统的设计优化以及二者的相互影响。研究表明利用CFD技术结合具体工程对流场进行仿真,能够有效的对清扫车虚拟样机气路系统进行优化分析。
复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

 
李伯虎
邸燕强

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。

船舶航向-主机综合智能控制的虚拟仿真

 
孙建波
史成军
沈智鹏
徐黎黎
提出并实现一种基于虚拟现实技术的船舶航向与主动力装置综合智能控制的可视化交互式仿真系统。论文建立了状态空间型船舶平面运动数学模型,给出该仿真系统的结构,讨论了系统的主要功能。本仿真系统支持红外跟踪立体眼镜,立体头盔等虚拟现实视觉设备并具有立体机舱声音效果。论文给出部分具有沉浸感的三维船舶运动和主机控制的虚拟现实仿真场景。
基于HLA的乐观时间同步的实现研究 严海蓉
孙国基

张亚崇

钟联炯

HLA High Level Architecture)为了适应各种分布式同步算法,它只提供了比较底层的服务,这增加了乐观同步的实现难度。针对这个问题,在研究了HLA规则的基础上,结合时间卷曲机制(Time Warped )算法,总结了并行分布式仿真中乐观同步方式一般实现原理,比较了乐观邦员实现回卷的两种不同的算法——典型的卷曲算法和利用计算反射技术的回卷管理层方法。并指出利用计算反射技术的回卷管理层方法HLA还可以为乐观同步提供更好的接口和函数封装,使HLA在支持乐观同步上也强壮起来。

空间目标模拟装置研制 吴新社
华卫红
提出了一种新的运动模拟思想,介绍了空间目标模拟装置的工作原理、基本组成及程序设计。该装置在工控机和单片机控制下,通过驱动俯仰轴上装有激光器的两轴转台运动,得到具有各种空间运动属性的运动目标。仿真应用表明,该装置设计科学,结构简洁,性能稳定,自动化程度高,通用性能好,便于推广使用。
论文与报告
建模与仿真方法
贝叶斯网络推理的一种仿真算法 胡兆勇
屈梁生
贝叶斯网络是一种强有力的不确定性知识表达和推理工具。网络的推理是贝叶斯网络的重要内容之一。该文提出了一种近似仿真算法。由随机数发生器产生随机数,并按节点的先验概率,由赌轮对网络各个节点状态赋值,得到一个采样样本序列。当样本序列的数量足够大时,边缘统计量和条件统计量与节点的边缘概率和条件概率接近,从而得到网络的近似推理结果。仿真结果表明,该算法与精确解接近,有较好的适应性。基于该算法构造的贝叶斯诊断网络系统已成功应用于天津石化炼油厂
基于过程知识库的行为激励定性模拟研究 龚晓光 黎志成  
一类资源负荷均衡问题的误差极小化调度算法 姜思杰
高彦臣
朱小兵
针对一类n个独立任务在m个不完全同等的处理机上处理,使处理机的最大负荷为最小的非抢先调度问题,在双最小平衡算法的基础上提出了误差极小化算法,并分析了它的时间复杂性。在此基础上,提出了基于遗传的误差极小化算法,并通过仿真实例证实了它在结果上优于基于遗传的双最小平衡算法。
混合条件/事件Petri网在飞控系统建模中的应用 李惠峰
 
于之音
提出一种混合条件/事件Petri网,以方程和图形两种形式定义了其受控演变规则,该网能够很好地描述一类离散事件和连续演变过程的混合交互现象,并应用于自修复飞行控制过程的建模中,使其离散跳变、连续演变过程以及相互间的交互得到较好的描述与处理,并能将演变结果显化在图形上。
基于核密度估计的层次聚类算法 淦文
李德毅
聚类分析是统计、模式识别和数据挖掘等领域中一个非常基础且非常重要的研究课题,具有广泛的应用前景。在众多的聚类方法中,基于密度的方法是一种相当有效的聚类方法,能够发现任意形状的聚类,对噪声数据不敏感,但是聚类结果严重依赖于用户参数的合理选择。以DENCLUE算法为基础,一种基于核密度估计的层次聚类算法被提出,该算法首先优选窗宽s产生较好的核密度估计结果,然后以密度函数的局部极大值点为聚类中心形成数据的初始划分,最后根据密度函数的鞍点递归合并初始聚类产生不同层次的划分模式。理论分析和仿真实验结果显示,该算法能够发现任意形状、大小和密度的聚类,能够有效处理噪声数据,而且聚类结果不依赖于用户参数的仔细选择。

基于成批排队的自相似业务性能分析

周满珍
权冀川
 
刘晓明
苏兆龙
自相似业务建模及性能分析是ATM领域当前的研究热点。讨论了当前排队模型的特点与不足,从分组层次上提出了一种新的模型。利用成批排队理论对系统的性能指标进行了分析,对模拟流量的自相似性及排队性能进行了实验仿真,研究了确定模型参数的方法,证实了理论结果的正确性。实验结果表明,从分组层次上建立的排队模型在性能上优于ON-OFF源层次上的模型。
仿真器与仿真系统
“维修装置”智能综合操纵半实物仿真系统 常宗虎
边信黔

王宏健

施小成
介绍了“浅海海底管线电缆检测和维修装置”智能综合操纵和动力定位半实物仿真系统的组成、工作方式、人机交互显示、集中操纵的设计思想、装置的控制策略及对线控位仿真结果。该系统主要包括智能综合操纵和动力定位系统显控台、装置运动仿真机两大部分。目前智能综合操纵和动力定位显控台已经安装在“管线电缆检测与维修装置上,装置在长江中已经进行完水面航行和潜浮控制试验,试验结果表明:系统运行可靠,人机界面形象直观,操纵灵活,大大减轻了操控人员的工作强度。

INS/双星组合导航半实物仿真研究

 

 
 
INS/双星跑车试验数据进行了分析和处理,采用小波分解的方法去除了定点定位试验中的测量噪声,并对双星接收机的常值偏移进行了估计,仿真结果表明双星系统的定位精度在 20米之内。在跑车试验中使用递推最小二乘法和Kalman滤波技术对INS/双星的位置组合方案进行了仿真。仿真结果表明,Kalman滤波技术比最小二乘算法具有更高的估计精度,它能有效地降低INS的位置误差。
虚拟技术与可视化
基于虚拟原型的微器件动态特性分析与评价 龚晓燕
江平宇
针对微器件动态特性综合分析评价需求,引入虚拟原型法和智能决策支持系统(IDSS)对微器件动态特性分析与评价过程进行分析研究,建立了微器件虚拟原型的功能模型、知识关联模型及任务流管理机制,进而探讨了虚拟原型的IDSS体系结构和实现机制.在此基础上,对微器件动态特性分析与评价原型平台进行开发,对微泵实例进行应用示范。上述研究为微器件动态特性分析与评价提供了新的方法和软件工具,有效地支持微器件虚拟产品的开发。
基于摄像机运动的简单虚拟场景生成 史迎春
周献中
 
 
 
利用摄像机标定技术和视频融合技术设计了一个基于摄像机运动的简单虚拟场景生成系统。首先对摄像机进行标定,然后利用摄像机的运动参数根据摄像机成像模型计算出3-D实景中特定的位置在2-D视频图像上的映射,最后利用映射结果对虚拟景物进行透视变换,并把它实时融合到视频图像特定位置中形成新的视觉效果,实现了一种类似于虚拟演播室的简单、有效、实用的视频制作新方法。实验表明该方法实时性好、生成的虚拟场景效果逼真。
人工智能与仿真
基于三阶染色体结构的自适应进化规划及应用 陈得宝
刘暾东
 
针对模糊辨识中规则数多少难以选择、输入量在各规则中重要程度难以确定以及模糊规则参数难以优化等问题,模拟生物基因之间相互联系的特点,用三阶染色体结构对完全模糊规则基进行描述。根据每代不同个体的适应度信息获得不同个体的变异率,采用自适应进化规划算法,实现模糊规则基各级染色体引导优化,克服了用试凑方法确定参数对辨识精度的消极影响,算法的复杂程度大大减小,为模糊建模提供了一种新颖的方案。通过对两类不同非线性系统的仿真,证明了此方法的有效性。
船舶减摇鳍逆模式小波神经网络自适应控制  
 
李晓方
根据船舶横摇运动的特点,本文提出以伪随机二元序列信号(PRBS)作为波倾角仿真输入信号,逆模式小波神经网络自适应控制方法应用于船舶减摇鳍控制系统,取得了良好的减摇效果。仿真实验表明此方法能够克服传统PID 控制适应性差的缺点,具有较好的容错性和较强的适应非线性的能力。
仿真技术应用
飞机拦阻系统非线性控制仿真分析  
袁朝辉
何长安
针对飞机拦阻系统采用非线性控制进行了机构实现分析,利用状态反馈线性化及线性系统二次性能指标最优控制设计方法设计了非线性控制规律。建立了跟踪控制飞机位移及速度的非线性控制仿真模型,针对系统参数变化及飞机撞网速度测量值有偏差状况,进行了鲁棒性仿真分析,仿真结果表明:采用非线性控制,系统动态响应快,跟踪特性好,鲁棒性强,拦阻指标容易满足。
考虑结构误差的导弹可靠性仿真研究 陈云霞
孙宇锋
 
提出了在结构误差的影响下进行导弹飞控系统可靠性分析的方法。建立了四种结构误差即弹体质量分布不对称、弹体不同轴、翼面安装角误差和舵面机械零位误差的扰动模型,给定了各种结构误差的随机变量的分布形式,并采取数字仿真和统计分析的方法进行了结构误差对导弹飞控系统可靠性的影响分析。文中给出了可靠性仿真的算法流程、具体实现途径和相关可靠性指标的计算公式。最后以某型导弹飞控系统为案例验证了该方法的可行性。
基于信号注入仿真的红外成像导引算法评估系统 王学伟
沈同圣

周晓东
在红外成像导引算法性能评估中,信号注入式仿真不用将真实导引头引入闭合回路。计算机成像系统模拟战场环境,产生包含目标、背景和干扰的红外图像源,通过视频输出接口注入到图像处理器,图像处理器按照成像导引头的工作方式,对目标进行捕获跟踪。以反舰导弹为仿真对象,介绍了系统的构成,阐述了以提取天水线为准则的图像分割算法和模糊综合评判目标识别算法,分析了形心和相关两种跟踪算法的适用场合和工作过程,最后给出了评估准则。
自动变速器电控系统测试仿真台的研究与开发 苏永清
岳继光

萧蕴诗
自动变速器ECU是进行自动换档关键部分,能否正常工作直接影响到换档品质、驾驶舒适性。进行仿真研究可以缩短研制周期、节约研制经费。针对轿车自动变速器电子控制单元所需的外围参数,模拟ECU工作时所需的汽车行驶环境,研制开发自动变速器电子控制器测试仿真台。并在仿真台上进行换档规律及行使过程的试验分析,试验证明所设计的仿真台可以正确模拟汽车行驶过程中变速器各参数变化规律。仿真台的成功研制为开发自动变速器系统提供有价值的参考资料。
空间矢量调制的矩阵变换器的建模与仿真 郭有贵
喻寿益
朱建林

矩阵变换器是一种开关序列呈矩阵型的交-交变换器,具有一系列的优点。已成为交-交变换器研究中非常热门的课题。本文基于空间矢量调制法,首先,分析直-交变换器的空间矢量调制;接着,类似地分析交-直变换器的空间矢量调制;然后把前面两个过程进行综合,得到一种直接的交-交变换器。最后,针对空间矢量调制法,利用MATLAB编制S函数模块, 结合SIMULINK的电力系统仿真工具箱的现有模块组建成矩阵变换器的仿真模型。仿真结果验证了空间矢量调制策略的正确性,同时指出在输出端设计滤波器的必要性。

多导体模式下的交流牵引供电仿真系统的研究 刘海东