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仿真应用

锅炉炉内过程仿真

张腾飞 罗  锐 任挺进

为了模拟锅炉炉膛内部的传热、燃烧过程，为电站仿真提供可靠实用的数学模型，以计算辐射传热的区域假想面模型为基础，把锅炉炉膛沿烟气流动方向分区，以炉膛内最为复杂的燃烧器区域的燃烧与辐射传热过程为研究对象，采用分区集总的方法推导出计算真实壁面和假想壁面有效辐射力的表达式以及煤粉燃尽率的计算式，然后将各个分区的燃料质量方程和能量方程联立，求解出炉内的一维温度场，以及各区段水冷壁的吸热量和热流密度。计算结果与其它文献三维模型的预测值以及实测数据非常一致，但由于模型采用了一维简化处理，收敛较快，可以满足电站实时仿真计算的需要。

2030冷连轧机双电枢电机速度控制系统的建模和仿真

方一鸣 王益群 陆金波 嵇胜龙

将2030冷连轧机双电枢电机速度控制系统的建模和仿真等效简化处理为单电枢电机的建模和仿真，从而能在一定程度上提高冷连轧机仿真的速度和实时性。经详细的分析和计算，得到了2030冷连轧机带弱磁调速和速度自适应环节的直流电机速度控制系统各环节的模型结构和参数。仿真结果表明，所建立的速度控制系统的输出响应与现场实际一致，从而证明了所建立的速度控制系统模型是准确的。这种速度控制系统模型结构齐全，具有很大的通用性。

船舶减摇鳍模糊控制器的系统化设计与仿真

修智宏 任  光

建立了船舶减摇鳍控制系统数学模型，提出了一种模糊规则后件采用PID表达式的TS-PID模糊控制器模型，并推导出了输入采用正规模糊集、三角形全交迭隶属度函数时该模糊控制器的插值表达式，为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。在此基础上，应用钝性定理研究获得了减摇鳍TS-PID模糊控制器闭环系统IO稳定的充分条件，并探讨了利用遗传算法进行优化设计的方法。最后通过计算机仿真，验证了减摇鳍TS-PID模糊控制器的优越性。

三阶锁相环跟踪卫星多普勒频偏的仿真研究

郝学坤 马文峰 方  华 马刈菲

为实现卫星移动环境下的伪码精密测距，分析高阶数字锁相环跟踪卫星多普勒频偏的能力。首先推导出了极地圆轨道卫星多普勒频偏变化公式，对其进行了仿真。利用理想二阶锁相环构造了三阶环，对其捕获带宽、时间响应特性、稳定性和误差响应特性进行了仿真研究，分析了三阶环的参数选择原则和跟踪卫星多普勒频偏的能力，并给出了环路滤波器的数字实现框图。结果表明，利用构造的三阶锁相环跟踪卫星多普勒频偏实现的伪码测距其误差在一个码片的千分之一内，能够满足精密测距要求。

多移动机器人圆形队列形成算法

毛小锋 曹志强 谭  民 黄  琳

该文提出一种多移动机器人圆形队列形成算法。在机器人数量不太大的条件下，通过迭代调节多机器人形成的多边形的边长和内角以实现在某一圆上均匀分布，再调节机器人与圆心的距离，最终使机器人均匀分布在一个指定半径的圆上。仿真结果验证了该算法的有效性。

反馈线性化与滑模控制方法在汽车AMT中的应用

孙承顺 张建武 程东升

以汽车机械式自动变速系统（AMT）的离合器接合过程为研究对象，建立起离合器动力学系统与控制系统的数学模型，进一步应用基于微分几何的反馈线性化方法，将原非线性系统等价为完全可控线性系统，然后设计了滑模控制器。仿真结果表明，该方法比传统PID控制具有更高的跟踪精度，更快的响应速度，更强的抗干扰能力。

电弧炉电极调节系统的离散时间自适应控制研究

刘小河 张道成

讨论了电弧炉电极调节系统的离散时间自适应控制问题。首先将电弧炉主电路的电弧弧长与电弧电流的非线性函数关系用分段线性函数表示，得出了电弧炉电极调节系统分段线性化的数学模型。在此基础上进行了电弧炉电极调节自适应控制系统的设计，推导出了递推的离散时间模型参考自适应律。仿真研究表明自适应控制系统具有良好的跟踪特性，并能够有效地抑制抖动，其性能明显优于PID控制系统，以上研究为新型电极控制系统的研制提供了新的方法。

电力系统安全经济运行的序贯概率仿真

李生虎 丁  明

电力系统的安全经济运行对国民经济意义重大。本文讨论了电力系统设备的概率模型，采用序贯仿真算法，按时间顺序采用蒙特卡罗抽样方法模拟设备的随机故障和电力系统的运行状态，采用线性规划优化算法对运行方式进行优化调度，以减少用户停电损失。文中建立了以停电指标为基础的安全指标和以发电成本表示的系统经济指标，并给出了IEEE-14节点系统的仿真结果。作为辅助决策工具，该算法的实现有利于量化评估电力系统的安全经济性能，具有一定的工程应用价值。

永磁同步电动机驱动的电动汽车仿真研究

徐衍亮 唐任远

在研究永磁同步电动机驱动系统的基础上，建立了永磁同步电动机驱动的电动汽车数学模型，编制了计算机仿真程序，并对拟开发电动汽车进行了计算机仿真，包括电动汽车的起动加速仿真、平路稳定转速运行仿真、变车速运行仿真、变路况运行仿真等。仿真结果表明，所开发的永磁同步电动机驱动系统能够很好地满足电动汽车性能要求，永磁同步电动机在电动汽车驱动中具有很大优越性。

深海采矿履带式集矿机行走可行性仿真研究

王震宇 刘少军 李力

履带式行走平台作为深海采矿集矿机子系统的工作平台行走在海底沉积物上进行深海采矿作业。分析了履带式行走平台简单数学模型，基于大型机械系统动力学分析软件履带车辆专用模块（ADAMS/ATV），构建了深海履带式集矿机多刚体系统模型。通过分析软件仿真了履带式集矿机虚拟样机在四种典型海泥路面上行走的过程，分析了仿真实验结果，履带式集矿机的深海行驶性能被证明比较满意。这种软泥上行走履带式车辆的建模和仿真研究方法被证明是一种有效的新方法。

神经网络在转台控制系统设计中的应用

宋申民 陈兴林 段广仁 张松波

针对三轴飞行仿真转台中环电液伺服系统的非线性、参数时变性以及转台的快速性要求，给出了一种具有并行结构的单个神经元PID模型参考自适应控制方法。其中环利用神经网络逼近被控对象，控制器采用单个神经元PID。仿真结果表明该方法满足系统快速性的要求，并具有较好的鲁棒性。

跟踪微分器滤波性能研究

武利强 林 浩 韩京清

对跟踪微分器的滤波性能进行了研究，由跟踪微分器滤波所产生的相位延迟，利用它能够得到的原始信号的滤波信号和其微分信号，采用预报的方法进行补偿。仿真结果表明，所采用的这种近似方法较好地再现了原始信号。在一个采样时间不固定，且采样信号带有噪声的应用实例中，采用变步长的跟踪微分器加预报的方法得到了较好的结果。

决策树学习在RoboCup仿真球队中的应用研究

杨增光 李龙澍

通过对基于决策树的学习方法的探讨，该文提出了一种用于RoboCup仿真球队中Agent“行为选择能力”的训练算法，使得Agent能够根据当前场上的状态，决定下一步的行动。并以射门为实例，用该方法对Agent进行训练，使Agent学会判断当前状态是否可以射门，在不可射门的情况下选择下一步的行动。

飞行器舵机电动伺服加载系统研究

邹海峰 孙 力 阎 杰

针对现阶段工程实践的需求，对飞行器舵机电动伺服加载系统进行了理论上的分析和研究，建立了电动伺服加载系统的数学模型，对影响其动态控制系统性能指标的多余力矩进行了分析，引入了速度和加速度补偿以减小多余力矩、提高加载系统性能。进行了相关的数字仿真，最后给出了可行性分析。

CAS-Glove型数据手套运动建模与软件系统开发

付玉锦  原 魁  朱海兵  杜清秀

数据手套是虚拟现实系统当中一种通用而且非常重要的交互设备。本文首先介绍了一种新型数据手套CAS-Glove，然后根据手指的生理约束条件，以及CAS-Glove中传感器的布置和特点，建立了一种改进的手指运动模型。最后对与其相配套的软件系统的组成、主要功能、实用的标定方法和数据处理过程做了详细介绍。

钢坯加热仿真系统研究

毕春长 李  柠 黄  道

通过对钢坯加热炉炉子能量分配模型和钢坯受热网格差分模型的研究，设计了一个钢坯加热炉仿真系统，实现了炉子全部重要参数间关系的仿真计算。该仿真系统既可以离线仿真加热炉的运行状况，又可以在线指导加热炉的控制。由于仿真系统设计上考虑了多种炉型、多种燃料的具体情况，因而具有很强的通用性和工程实用性。仿真实例中与工程数据的对比表明，该仿真系统较真实地模拟了钢坯加热炉的运行状况。

dSPACE实时仿真平台软件环境及应用

马培蓓 吴进华 纪  军 徐新林

从某种角度上来说，一个国家的半实物仿真技术的发展水平代表了其整体的科技实力。主要介绍了dSPACE实时仿真平台的优点及其软件环境，它包括代码生成及下载软件和测试软件；阐述了基于dSPACE进行控制系统开发的步骤，它比较传统的方法具有方便、高效、精确等优越性；以此为契机，具体应用dSPACE仿真平台进行了某型反航导弹控制系统半实物仿真的开发，结果证明此次仿真实验是比较成功的。

一种基于非线性频谱分析的故障预报技术及应用

张华君 韩崇昭

首先改进了一种非线性系统广义频率响应函数(GFRF)的辨识算法,提高了辨识结果的精度和鲁棒性,并依此提出了一种基于非线性频谱分析的非线性系统早期故障预报方法.然后,利用该方法对某型直升机并联电动舵机进行了实际故障预报.多次的实际检测结果表明了该早期故障预报方法的有效性.该方法的特点是:算法简单,计算量小,适合于在线故障检测和预报,可为一大类非线性系统的早期故障预报研究提供一种新途径,有着广阔的工程应用前景.

通讯仿真

一种改进的WCDMA下行接收算法及其仿真实现

周丽莎 钟  兵 申  敏

该文深入地研究了WCDMA下行接收过程，阐述了直扩CDMA系统接收机原理。在分析比较了多种接收算法的前提下，应用接收信号的统计特性及内在的近似关系，并综合考虑实现复杂度和运算量，该文提出了一种在传统接收机基础上改进的实用性接收算法。仿真结果表明，该算法具有优良的性能和很高的实用性。

设计模式在通信系统仿真软件中应用

王  聪 周胜军 江光杰

对大型、复杂系统性能评估的最好方法是系统仿真和建模，仿真软件的设计是实现仿真目的的关键。对于这种复杂软件的开发，目前最好的方法是利用软件工程的方法，而设计模式现在则成为软件工程中不可缺少的方法。目的在于对设计模式在仿真软件中的应用做一些探讨，利用设计模式来提高仿真软件的可靠性、安全性、可用性和可维护性。

基于仿真的宽带网络流量特征分析

马维旻 李忠诚 王俊峰 谢高岗

网络的流量特征对于建网及网络性能分析至关重要。本文基于自相似理论基础，运用计算机仿真技术，对在不同负载情况下，宽带网络流量特征的变化过程进行了研究。实验数据表明，自相似业务流通过汇聚节点进入核心链路之后，其自相似特性仍然保持，但是自相似的程度有所下降，特别是在网络吞吐量较大的情况下，自相似程度明显低于任何一个支路。TCP协议发送窗口的大小变化会引起网络流量自相似程度的变化。

异步航迹关联算法与仿真

朱洪艳 韩崇昭 韩  红 左东广

在分布式多传感多目标信息融合系统中，由于每个局部传感器的采样频率不同以及具有不同的通信延迟，导致送入融合中心的局部航迹往往不是同步的。本文提出一种异步航迹的关联方法，该方法首先基于最小二乘法实现单传感器的时域融合，从而将多传感异步航迹同步化；然后利用网络优化算法，获得相应于每个目标的各个传感器的局部航迹组合。仿真试验表明本文算法在解决异步航迹关联问题的有效性。

光波导方向耦合器中神经网络应用研究

李九生 鲍振武

采用神经网络对光波导方向耦合器进行建模，用于对其进行分析，设计及优化。以两波导间距作为输入样本，光波导的耦合系数作为输出样本，进行神经网络模型训练。当模型训好后，在训练范围内把任意两波导间距输入到模型中，输出端迅速得到对应的耦合系数,与电磁场数值分析计算比较，误差小于1％。结果证明该方法具有快速、准确、可靠等优点，在科研和工程中具有很高的实用价值。

变换域通信系统动态仿真平台设计与系统研究

何智青 任  辉

变换域通信系统（TDCS）是新近提出的一种无线通信方法。与传统的通信系统相比它有两点不同。首先它是根据信道的频谱特性在变换域（频域，或时间－尺度域）进行信号波形设计，使信号避免被干扰。其次，它未采用载波调制，而是使用一个类似于噪声的基函数进行数据调制。本文详细介绍了TDCS的原理，在此基础上使用SIMULINK搭建了TDCS的动态仿真平台，并在此平台上完成了TDCS的动态仿真及系统性能分析。

基于元学习技术的分布式采掘关联规则研究

张继福 郑  链 史  虹 姚淑萍

关联规则是数据采掘中的重要研究内容。本文利用元学习技术提出了在分布式交易数据库环境下，分布式采掘关联规则的一种方法和相应算法DMAR。该算法具有较高的采掘效率和较低的数据通信量。定义了衡量采掘算法效率的分布式因子g ，并指出算法的采掘效率和数据通信量与g 值的大小有关。最后通过实验验证了该算法的正确性和有效性。

军事仿真

海底地形匹配技术研究

刘  准 佀文芳 陈  哲

对海底地形匹配算法进行了研究，分别用两种常用的地形匹配算法：SITAN算法和TERCOM算法分别在海底地图上进行了仿真。并对传感器噪声对地形匹配概率的影响进行了批量仿真试验。试验结果表明，当传感器噪声的均方根小于10米时，TERCOM算法可以获得大于90％的匹配概率，SITAN算法也可以达到60~70米的CEP圆概率误差。

边扫描边跟踪雷达系统建模与仿真

田  慧 张林让 孙晓闻

利用系统仿真工具进行雷达系统建模与仿真，可以经济、方便、高效地实现雷达系统的性能评估、方案论证等工作，大大提高设计的可靠性，保证产品在最高层次上的正确性和所设计的产品获得最佳性能，并可缩短设计周期，降低开发成本。这里以边扫描边跟踪雷达系统的仿真为例，建立了边扫描边跟踪雷达的全数字仿真系统，该系统可以模拟雷达目标回波、欺骗性干扰、杂波等信号，完成对目标的搜索，得到了运动目标的距离、速度和角度等信息，并完成了对目标的跟踪，最后对系统输出的距离、速度和角度等信息做了精度分析。

基于多智能体仿真模型的坦克分队对抗仿真模型研究

陈艳彪 李志刚 黄建明 张少 锋

文章根据目前对抗仿真研究所面临的困难，结合军事对抗仿真本身所固有的复杂性，运用基于Agent的复杂系统分析与设计方法，对坦克分队的对抗仿真进行了研究。提出了一种基于HLA的多智能体组织协作方式，这一方法充分利用了HLA和基于多智能体的建模方法的优势，是一种构建坦克分队对抗仿真的有效方法。对坦克Agent的体系结构进行了研究，并在HLA的技术框架下，构建了基于Agent的坦克分队对抗仿真模型,用面向对象的方法对坦克Agent进行了实现。基于HLA的多智能体系统仿真研究，将是今后军事仿真领域的一个重要研究方向。

视景仿真系统光学视觉通道技术研究与实现

陶唐飞 韩崇昭

研究了在视景仿真系统中应用多视觉通道图形显示技术时应注意的关键问题，仿真结果表明，多视觉通道技术的合理运用，能增加飞行视景仿真的“沉浸”感。结合该类系统的需要，提出了“光学通道”的概念。根据摄像机成像原理，得到了焦距与视场角的关系，实现了光学通道的变焦功能。该方法计算量小，实现简单，能满足仿真实时性的要求，具有重大的工程意义。

空间飞行器姿态机动预测跟踪控制技术

赵健康 尹秋岩 戴金海

针对空间飞行器大角度机动调整的非线性控制方面问题，从空间飞行器的非线性动力学模型出发，主要讨论了空间飞行器的一种对动力学模型要求较为宽松的自适用跟踪滤波模型和利用自适用跟踪滤波对飞行器进行一步无控预报方法，以及探讨了利用跟踪滤波的一步无控预报信息对空间飞行器进行解耦控制的预测控制技术。同时，通过仿真计算，结果表明此解耦控制方法收敛快，跟踪精度高，稳定性好，控制信息量连续等特点。

基于流程图的飞机液冷系统组态建模及仿真