更新时间是: 2007-12-27 10:02:15

 
　

2006年 第18卷 第4期

(详情见本刊)

题  目 作 者 摘    要
一种T-S模糊系统建模方法 袁  平，王福利 T-S模糊系统被广泛应用于基于数据的建模应用中。模糊规则作为系统的核心，是影响系统性能的重要因素。在分析常见模糊系统建模方法的基础上，提出一种简单有效的建模方法。该算法基于变结构模糊建模思想，均匀选择模型的初始结构，以绝对误差为建模指标，通过增加模糊规则来提高 T-S模糊系统的精度。为降低规则参数辨识的计算量，提高建模速度，将规则参数分为线性和非线性两部分，分别采用不同方法进行辨识。实例证明文中所提出的建模方法规则分布合理，收敛速度快，建模精度高，具有很好的实际应用价值。
机载雷达目标编队试飞指挥引导自动化方法与实现 体卫群，张  安，曹拴劳，仇放文 新一代战斗机机载雷达目标编队试飞呈现大场次的多批、多路、多层次指挥、引导和决策。针对战斗机雷达目标编队传统的人工指挥引导速度慢、精度差、效率低，导致现有试飞手段满足不了试飞需求的问题,介绍了机载雷达目标编队试飞自动化指挥引导的基本全向引导法等方法、主要功能设置和模块体系结构，建立了机载雷达目标编队试飞自动化指挥引导实现模型，并在基于地面雷达和GPS试飞指挥引导自动化系统研制中得到实现和验证。

网格计算资源调度方案及其Petri网建模与分析

韩耀军 通过对现有网格计算资源调度方案的分析，提出了网格计算资源的三层调度方案，该方案与已有的方案相比，更能体现网格资源的特点。利用Petri网这一具有描述并发、异步、动态等事件能力的图形与数学工具，对所提出的调度方案进行了模拟与分析。为不同层次的调度者构造了不同的扩展有色时延Petri网模型，并利用Petri网的共享合成技术得到整个系统的Petri网模型。同时给出了资源调度所对应的Petri网的可达任务图的概念，利用可达任务图，分析了诸如吞吐量、负载平衡、调度时间等资源调度的一些重要特性。
太阳能光伏模板仿真模型的研究 崔  岩, 蔡炳煌, 李大勇，董静微, 石德全，胡宏勋 根据太阳能电池的内部结构和输出伏安特性建立了太阳能电池的电路模型。利用MATLAB语言建立了太阳能电池板的MATLAB计算机仿真模型，同时对光伏系统最大功率跟踪（MPPT）控制算法进行了计算机仿真。
基于STAGE的舰潜对抗仿真系统设计 赵晓哲，王在刚，孙永侃 舰潜对抗仿真系统可以在接近真实的战场环境下，实现作战双方真正意义上的兵力对抗，STAGE适合作为舰潜对抗仿真系统的开发工具。在介绍STAGE的基础上，研究了舰潜对抗仿真系统的结构和功能，探讨了系统模型构建、模型扩展以及与HLA接口技术。实践表明具有较好的实用性。
船舶蒸汽系统管道仿真方法研究 田兆斐，张志俭 根据船舶饱和蒸汽系统管道的工作特点和结构特点，将复杂的蒸汽管网分为大直径蒸汽管道和小直径蒸汽管网两类仿真对象，根据质量守恒、能量守恒定律针对这两类仿真对象分别建立了两相箱体模型和流体网络模型。考虑了流体网络中网络节点与外界环境的散热，提出了流体网络节点压力、温度、焓的修正方法。在某核动力装置模拟器上进行的仿真实验表明，该模型能够较好地反映船舶饱和蒸汽系统管道运行的动态特性。
汾河太原城区段河流水质模拟 徐明德，王孝维 通过对汾河太原城区段河流现场调查和水质现状监测，分析了该河段的主要水质特征,确定了汾河太原城区段的主要污染物和污染控制因子为BOD和 NH3-N。应用系统的方法，将河段进行概化，在BOD和DO耦合模型的基础上，加入NH3-N对水体溶解氧影响的作用，建立了该河段的水质模型，结合历年的水文资料并应用实测资料进行模型的参数率定，经模型验证，模拟结果与该段河流的实际水质监测结果基本吻合，表明该模型具有一定的合理性和实用性。
磁悬浮列车追踪模型的研究与仿真 张振江，刘  云，冯玉珉 针对磁悬浮列车的特点，研究了列车运行中的追踪模型和速度防护模型，并对所给出的模型进行了仿真。仿真结果显示，该追踪模型和速度防护模型能够较好地描述磁悬浮列车在追踪运行过程中的行为特点，在保障行车安全的前提下，动态地调整列车间的运行间隔，从而加大了行车密度、提高磁悬浮铁路的通过能力。

一种用于软组织变形仿真的动态质点弹簧模型

　

 鲍春波，王博亮，刘  卓，程  明 针对可以用面模型近似表示的软组织，提出一种简单可靠的软组织变形仿真的质点弹簧建模方法。虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征，准静态方法求解模型使仿真效果更好；用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分成若干细节层次，仿真时依质点所受力的大小动态细分，以提高模型仿真的精确度。实验表明：所提出的方法确实增强了软组织变形仿真的体积感；局部动态细分模型与粗网格模型的计算量相差甚少，但其计算精度却提高多倍。

地铁车辆安全疏散性能的仿真研究

　

 李伏京, 方卫宁, 胡清梅, 邓  野 从正在运行的北京地铁某型号车辆的空间布局特点出发，在现有的元胞自动机模型和行人流模型基础上，运用人员动态调整自身速度、动态调整自身运动方向等技术，建立了一种基于车辆环境约束以及人员行为特性的元胞自动机模型，该模型具有人员速度可变、能复现人员自组织现象的特点。论文以北京地铁某型号车辆为仿真对象，对车辆不同布局对车辆人员安全疏散性能的影响进行了计算机仿真并加以分析，提出改进建议。
模糊定性仿真的相似原理及其改进 刘丙杰，胡昌华 分析了模糊定性仿真相似原理以及其中模糊子集距离定义的不合理，这两方面的不合理可能导致产生更多的欺骗行为，而且由于相似原理的不完善，仿真结果可能漏掉可能的系统行为。针对这些不足，提出了一种新的模糊子集距离表示方法。提出 水平相似的概念,并从理论上证明新的距离表示方法以及改进的相似原理均优于远距离定义和相似原理。仿真证明，新的距离定义以及相似原理的改进可有效提高模糊定性仿真的效率。
潜射导弹运载器分离体散布范围分析 葛 晖，张宇文，周秦英 由于潜射导弹运载器在进行弹器分离后分离体下沉弹道的散布主要受到其分离后初始运动学参数散布的影响，在建立了基于MATLAB/Simulink的潜射导弹运载器分离体下沉过程的动力学模型，采用了基于“蒙特卡罗－复合形法”的优化策略，在运载器分离体下沉弹道计算的基础上，对下沉弹道的某些弹道指标进行了优化计算，确定了分离体下沉过程中随时间变化的极限范围。对于工程上解决分离体砸艇问题提供了一定的理论依据。
单纯形微粒群优化算法及其应用 陈国初，俞金寿 将微粒群优化算法(PSO)与单纯形法(SM)相结合，提出单纯形微粒群优化算法(SPSO)。通过对5种常用测试函数进行优化和比较，结果表明SPSO比PSO和SM都更容易找到全局最优解。然后将SPSO用于催化裂化装置主分馏塔粗汽油干点软测量，建立基于SPSO的粗汽油干点神经网络软测量模型，通过与实际工业数据对比，表明该模型具有高的精度、好的性能和广阔的应用前景。

基于改进PSO算法的连铸二冷过程优化仿真

孟红记, 郑  鹏, 武荣阳, 谢  植 连铸小方坯二冷过程优化是在实现二维传热建模和数值求解的基础完成的。冶金准则的多目标性，模型数值离散化大的计算量以及凝固相变存在引起模型求解的非线性，导致传统优化方法搜索效率低下。采用粒子群算法优化连铸二冷过程。为加强局部搜索能力，引入混沌序列对陷入局部极小点的惰性粒子重新初始化，在迭代中产生局部最优解的邻域点，帮助惰性粒子逃离束缚并且快速搜寻到最优解。仿真结果表明，改进的PSO算法有更好的搜索效率，取得了较好的效果。
可变种群规模的遗传算法 徐晓华，陈  崚，陈宏建 通过模拟人类进化过程中人口数量的增长规律，提出了一种可变种群规模的遗传算法(VPGA)。VPGA不需要改变现有遗传算法的算子，仅仅通过对现有算法框架的重构，从而获得比现有遗传算法更优的解，而花费的计算代价更小。我们的实验结果表明使用离散逻辑斯蒂模型来控制种群规模的VPGA能够比其他从微观算子上改进的遗传算法更加高效省时。

关于一种免疫遗传算法的性能分析

罗文坚，曹先彬，王煦法 对一种免疫遗传算法的求解性能进行理论分析。首先分析了算法的良好收敛性能；然后，进一步提出了临界浓度的概念，说明该算法与遗传算法的本质不同在与只有低于临界浓度的较优模式才能达到指数级增长，并在此基础上对算法的个体多样性维持能力进行了分析说明。本工作有利于从理论上进一步揭示这类改进遗传算法求解性能得以提高的根本原因。
任务调度过程中就绪队列的优化研究 陈英革，王小英，赵  海，尹震宇 绝大多数嵌入式实时系统仅配置了必不可少的资源，任务间抢占行为导致的额外开销严重影响着系统的性能。通过分析周期性任务的调度过程，得出在确保任务不错过截止期条件下，各个任务在就绪队列中可等待的最长期限计算公式，并根据公式推导出任务满足截止期的最后抢占时刻等属性，从而定量地刻画了周期性任务抢占行为发生的必要条件，提出了一套对周期性任务的就绪队列进行微调度的抢占模型，通过改变抢占关系来减少抢占次数、优化实时系统性能。本文最后通过实验验证了该微调度的抢占模型不仅有效地减少抢占次数，同时对于静态优先级调度策略如RM，能有效地提高处理器的可调度利用率。
鱼雷装载可靠度和工作可靠度的关系研究 田  星，宋保维，梁庆卫，邵  成 鱼雷装载可靠度是鱼雷可靠性评定中的重要指标，它与工作可靠度有着一定的关系。因此在装载可靠度试验数据较少而工作可靠度的试验数据较多的情况下，可以利用工作可靠度推算装载可靠度。分析了鱼雷装载可靠度和工作可靠度之间的关系，并使用模糊回归理论建立两者之间关系的数学模型。所得的关系模型可以进行装载可靠度的预测，为鱼雷装载可靠度的评定提供了一些值得参考的数据，解决了鱼雷装载可靠度数据较少的问题。计算实例表明该方法简单，实用，可以作为工程技术人员的参考。
基于灰色关联分析的分层模糊神经网络 刘  芳，刘  民，吴  澄 为解决“模糊规则爆炸”问题，提出一种基于模糊神经网络从试验样本抽取模糊规则的方法。首先，根据灰色关联分析的结果，将输入变量进行两两组合建立分层模糊子系统。其次对每个模糊子系统设计分层参数、结构优化算法。在权值学习过程中，模糊进化规划与分层方法相结合，网络的各层权值独立优化，并且各层权值优化问题简化为二次型问题，降低了权值优化过程中的计算复杂性。最终能够实现整个模糊神经网络的分层优化，各层神经元单独训练且训练结果互不影响。与常规的前向进化神经网络方法相比较，该方法通过对神经元的部分解群体的进化，缩短了个体的编码长度，显著地减少了计算量。同时这种方法不但能够很大程度上简化适应值的计算，更重要的是能够降低适应值空间的复杂性，从而能够加速进化算法收敛到全局最优点。
基于小波域马尔可夫先验模型的图像去噪方法 崔艳秋, 王  珂 提出了一种基于各向异性马尔可夫随机场(Markov random field, MRF)先验概率模型的图像去噪方法。该方法利用图像小波子带的方向性特点以及小波系数尺度内和尺度间的相关性，将小波系数的分布特征建模为一种各向异性MRF先验概率模型。通过在贝叶斯框架中采用这种先验概率模型可以得到一种具有空间自适应性的贝叶斯萎缩函数。利用这种萎缩函数可以实现对小波系数的修正。实验结果表明利用该方法进行图像去噪能够取得良好的效果，同时可以有效地保留图像的细节。
单机场地面等待问题遗传算法设计 王莉莉，史忠科 随着空中交通拥挤问题的日益严重，建立科学合理的空中交通管理系统变得十分迫切，而管理系统的核心-流量管理优化算法的研究就十分重要了。当飞机架次较多时，采用事件驱动型模型会取得较好的求解效果，但原有模型将不同类型飞机的单位延迟费用认为是相同的。从不同飞机有不同的延迟费用这一重要经济因素出发，建立了新的事件驱动型单机场地面等待模型。对模型的求解，设计了改进的序号编码遗传算法。采用上海浦东机场的实际数据进行了仿真，仿真结果表明了模型和算法的有效性。

Crossover Tabu Search for Traveling Salesman Problem

YANG Ning, TIAN Wei-feng, JIN Zhi-hua An improved tabu search – crossover tabu search (CTS) was proposed, which is applied for solving a well-known combinatorial optimization problem--the traveling salesman problem (TSP). The key strategies of the CTS are intensification strategy and diversification strategy. Intensification strategies, based on modifying choice rules to encourage move combinations, were used to enhance the efficiency of local search. Diversifications strategies were designed to drive the search into new regions, i.e., exploit the new search spaces. The CTS implement the crossover operator of the genetic algorithm (GA) as the diversification strategy, and the strategy for selecting elite solutions as the intensification strategy. CTS, standard TS, standard TS with intensification strategy and ant colony system (ACS) were used to solve the same TSP problems which come from the library of TSP instances TSPLIB and other three TSP instances of Fogel’s path. The results show better CTS performances than other kinds of algorithms.
一种基于目标运动模型的可变固定延迟的平滑算法 李  晨，韩崇昭，朱洪艳，元向辉 近来, 对于机动目标跟踪的问题已经提出很多平滑方法。其中相互作用多模型－概率数据关联固定延迟算法（IMMPDAS）对在杂波环境下跟踪机动目标提供了一个较为有效的解决方法。然而，在此标准的平滑算法中，对于每一种模型采用相同的延迟间隔。提出了一种新的基于IMMPDA状态扩展系统的算法。它的改进性在于针对每种模型的复杂性采取不同的平滑延迟步幅，从而计算量将会大大降低，并且使用将更加灵活。通过对一个高度机动目标的多传感器跟踪的仿真实例来进行验证。仿真结果表明提出的平滑算法精度上与原有的平滑算法相差无几，都比已有的IMMPDA算法在航迹估计精度上有了显著提高，但却有更小的计算量。

嵌套的基于时间的软件抗衰策略模型与分析

游  静，徐  建，赵学龙，刘凤玉 针对软件在连续运行过程中普遍发生的老化现象，提出了一种嵌套的基于时间的软件抗衰策略，在系统级恢复前先执行多次的应用级恢复。较之周期性系统级恢复，该策略降低了恢复成本；较之周期性应用级恢复，该策略避免了预测失败导致的系统失效。论文采用随机Petri网和有限自动机对策略的实施过程进行建模，计算了策略引发的停机时间和恢复成本，并与传统的软件抗衰策略的结果进行了比较。分析结果表明，嵌套的恢复有利于进一步减少恢复时间，降低恢复成本，提高系统的可靠性。
基于虚拟现实的轧钢实时仿真训练系统 赵  祎，穆志纯，张  玉，刘  颖，陈浩源，董冀媛 将虚拟现实技术应用于轧钢实时训练系统仿真中，在对轧钢过程进行数学建模的基础上，运用OpenGL图形库，直观快速地再现了轧钢场景，实现了轧钢过程的可视化仿真，为轧钢操作工的训练提供了实时的模拟操作环境。实际应用表明，这种实时仿真技术是一种安全、经济、有效的训练轧钢操作工的方法与手段。介绍了系统的设计思想和总体结构，重点讨论如何运用OpenGL实现建模、仿真及动态驱动。
基于多智能体的无线传感器网络仿真平台的研究 梁  韦华，于海斌，臧传治，邢志浩 超大规模的无线传感器网络系统通过个体协同表现出群体智能行为特性，其理论分析和物理实验系统构建的困难使得仿真成为目前的主要研究手段。因此，采用基于角色的面向Agent程序设计方法，从体系结构、角色类划分、角色间关系、角色绑定以及Agent类设计等方面论述了无线传感器网络仿真平台的设计与实现。该平台不仅能模拟无线传感器网络系统的功能执行，而且能体现其群体智能行为特征。
基于DirectX的无人机实时飞行仿真系统开发 刘泽坤，昂海松，罗东明 建立无人机实时飞行仿真系统对于无人机的设计研究具有重要的意义。介绍了一种低成本的基于DirectX技术的无人机实时飞行仿真系统，对建模与仿真、DirectX、数据库、面向对象编程等技术在可视化系统仿真领域的应用进行了积极的探索与尝试。介绍内容主要为无人机飞行仿真系统模型建立及仿真算法采用以及如何运用软件工程概念开发无人机实时飞行仿真软件系统。
一种基于虚拟现实技术的导弹模拟训练系统 禹海全, 郝永生, 马  剑

针对目前便携式防空导弹训练模拟器存在的问题，该训练模拟器以图形工作站、OpenGVS软件作为核心开发平台，采用虚拟现实、三维动画、多媒体模拟、数据库管理等技术开发了训练仿真软件；采用角度跟踪器提高了角度测量精度，简化了训练校准过程；开发了通过事件驱动的硬件信号采集电路，使训练过程计时更加精确，符合训练模拟器发展的趋势，该课题的研究具有较高的应用价值。

自学习智能决策支持系统 王  青，祝世虎，董朝阳，陈宗基 提出了一种基于神经网络与专家系统的自学习智能决策支持系统，使得智能决策支持系统能够对过去的经验进行学习。在无人作战飞机系统的应用表明，智能决策支持系统不仅能够对过去的经验进行学习,并且成功地解决了在规则不完善、战场信息不完全的情况下决策支持系统的推理问题。仿真结果表明，提出的方法显著地提高了智能决策支持系统的性能。

基于Simulink的分布式MIMO OFDM无线通信仿真

周  斌，熊  勇，张小东 在MATLAB/Simulink的平台上，设计并实现了一种多输入多输出、正交频分复用的无线通信系统链路级仿真。针对多输入多输出通信系统仿真对硬件资源消耗严重的不足，提出了一种在MATLAB/Simulink环境下利用局域网内多台PC进行分布式联合仿真的方案。该方案灵活有效，可广泛应用于各类具有高复杂度的通信类仿真。

基于动态定价的网格资源调度系统设计与仿真

鲁  黎，杨寿保，刘鹏展，韩  兵，申  凯 现有网格环境下集中式资源管理和调度策略逐渐暴露出扩展性不佳、资源负载不平衡等问题。在基于计算市场模型的网格环境下，利用供求规律，设计并仿真了一种分布式网格资源调度系统。该系统采用用户与资源进行双向选择的模式，通过启发式的策略，动态调节资源价格，控制用户和资源的行为。仿真结果表明该系统能有效解决网格环境中资源负载平衡问题，具有良好的可扩展性和灵活性，在保证服务质量的基础上，任务完成率方面比Nimrod/G提高了22.5%。

一种P2P网络分布式信任模型及仿真

　

 袁  巍，李津生，洪佩琳 由于传统的集中式信任机制不适合P2P网络，提出了一种应用于P2P网络的分布式信任模型。它根据交易历史信息来计算节点的全局可信度。此模型运算量小，没有迭代运算不收敛的问题，并能较好地处理冒名和诋毁等非法行为，具有较强的安全性。计算机仿真亦证明了此模型的良好性能。

基于组件的多体系统虚拟原型的分析模型研究

　

 王  颋，丁国富，张卫华，闫开印，许明恒 并行工程角度出发的机械虚拟原型是集成了产品的设计、分析，不断迭代、优化的过程，模型的协调一致性是保证设计过程完整的关键，如产品模型在CAD模型与机械多体动力学模型中的一致性表达。在这种观点下，提出在建立基于组件的机械系统虚拟原型时，从CAD中抽取多体动力学模型构件的物理属性，研究了国产三维实体设计软件CAXA环境下，基于多刚体系统动力学笛卡尔方法，从CAD模型映射多刚体动力学分析模型语义的实现方案。分析了多刚体系统动力学模型语义下，万向节装配体的惯量张量、滑移铰约束模型坐标基变换关系的抽取，实验结果表明，从CAD中抽取多体动力学模型的物理属性的方案是可行的，可以用于建立基于组件的多体系统虚拟原型的分析模型，实现自主开发设计、分析集成的机械虚拟原型。
D-H参数表生成三维机器人模型仿真系统 周芳芳, 樊晓平, 叶  榛 一般情况下机器人各关节的几何关系可通过Denavit–Hartenberg（D-H）参数表来描述。提出了采用D-H参数表生成机器人三维虚拟模型的方法，实现了机器人的可视化。仿真系统提供的视图控制功能和场景漫游功能实现了多角度、多位置观测机器人模型的几何结构，并为机器人操作人员提供了训练仿真平台。该系统可以作为机器人学习和机器人结构设计的辅助工具。
大型古文物真三维数字化方法 胡少兴, 查红彬, 张爱武 古文物数字化保护已经成为关系全球的社会化问题。提出了一种以三维激光扫描技术和CCD摄像技术为主要数据获取手段的真三维、真尺寸、真纹理的古文物数字化工程方法。首先，对三维数据进行去除噪声和补洞等预处理；接着，利用一种改进的ICP算法，实现渐进式多视点三维数据配准；最后，由体绘制方法将所有视点的三维数据整合成连贯的完整的三维网格，并给出纹理映射方法，建立真三维、真纹理的古文物数字化模型。提出的方法已经在云冈石窟和古建数字化工程的实践中得到了充分验证。

全球多分辨率虚拟地形环境的金字塔模型研究

杜  莹，武玉国，王晓明，游  雄

针对全球多分辨率地形环境的数据特点和渲染需要，结合多分辨率LOD（MRLOD）模型技术，设计并实现了一种面向全球的金字塔模型，并详细说明了金字塔模型的构建规则。在分析传统分层分块方案的不足的基础上，提出了设计的分层分块方案，并分析了方案的可行性和分层分块后的结构组织。
基于串联动量滤波器的自适应谱线增强器 郭业才，韩迎鸽，饶 伟，赵俊渭 针对水下环境噪声的非高斯性特点，利用最小均方算法、动量最小均方算法、变步长算法和极性算法的性能，将基于短时相关的自适应谱线增强器修改为基于短时相关动量滤波算法的自适应谱线增强器(SCMBALE)，提出了四阶累积量变步长极性动量滤波算法，将基于该算法的自适应谱线增强器(FVSMBALE)、基于动量最小均方算法的自适应谱线增强器(MLMSBALE)及基于短时相关动量滤波算法的自适应谱线增强器(SCMBALE)依次串联起来，构造出基于串联动量滤波器的自适应谱线增强器(SMFBALE)。通过理论分析与仿真实验对该增强器的性能进行了研究。结果表明：该增强器在抑制非高斯噪声、增强线谱信号、跟踪时变信号等方面的性能优于单个的FVSMBALE、MLMSBALE和SCMBALE。
基于小波变换的子带自适应滤波算法及仿真 张  威, 王  旭, 葛琳琳, 张  卓 因为噪声总是影响信号检测的结果，所以低信噪比下的信号检测是目前检测领域的热点，而强噪声背景下微弱信号的提取又是信号检测的难点。自适应滤波器为检测信号提供了一种简单、实用的方法。可以在微弱信号的条件下，通过测量和学习，实现对微弱信号的最佳拟合。提出基于自适应小波变换的心电信号的检测，利用小波变换的子带编码理论，通过在多个子带权值的自适应匹配，合成后拟合微弱信号。仿真结果表明，该方法可进一步改善信号的检测能力，在检测微弱信号的特征和改善信噪比方面是一种十分有效的方法。
移动机器人导航中噪声影响的仿真研究<