高超音速飞机模型的仿真研究
刘燕斌,陆宇平,吴在桂
摘 要:为了掌握高超音速飞机复杂的动态特性,提出了一种研究高超音速飞机模型的新方法。该方法采用MATLAB插值函数和S函数分别估算和建立高超音速飞机的气动参数及其六自由度的微分方程组,并在不同高度和速度下计算飞行的平衡点,然后通过比较平衡条件与约束条件,近似得到了整个飞行过程的飞行包线。仿真研究表明,该方法适合用在高超音速飞机模型上,仿真结果与期望要求相符合。
地面目标微波辐射成像模型的研究
张
成,吴 季
摘
要:基于射线追踪的思想提出了用于微波辐射模拟的亮温追踪方法,并根据微波辐射的物理过程,建立了三维场景微波辐射图像的生成模型。针对室外环境分析了目标和背景的辐射模型,同时考虑了多次散射过程,分析了亮温的天空照射、路径衰减以及辐射计响应等关键因素,最后通过虚拟场景和实地场景的模拟对模型进行了验证。
基于对象Petri网的水下对抗系统建模
曹海旺,黄建国,胡 方
摘 要:针对通常的模型不能同时描述水下对抗系统的静态结构和动态过程,而且在层次化、可扩充性等方面也不能满足建模需求的问题,采用对象Petri网建立了水下对抗系统的模型。首先对水下对抗系统进行了分析,划分了系统对象;然后通过抑制弧的应用建立了适用于各个对象的不同工作模式的Petri网模型;最后给出了水下对抗系统的对象Petri网模型并进行了仿真分析,仿真结果与实际过程相符合。该模型不仅可以描述不同形式的水下对抗的静态结构和动态过程,而且具有良好的可重用性。
多品种库存系统StokPN建模与仿真分析
刘玉坤,张晓萍
摘
要:基于经典Petri网进行了集合标识及其属性扩展;结构元素、算法及函数语义扩展;结构与执行规则扩展;从而定义了集合标识Petri网(StokPN)。以一个约600种产品的单节点库存系统案例进行了StokPN在多品种库存系统中的应用研究。采用AutoMod离散仿真软件实现StokPN的动态分析。通过对采用实际所有品种、采用品种分类简化和采用分类简化的历史数据随机分布拟合三种对比方案,验证了StokPN对多品种库存系统的建模描述能力及其正确性、可信性,证明了实际应用价值。
基于设计者智能主体模型的产品开发过程仿真
摘 要:产品开发过程仿真是对产品开发过程进行预测、管理、评价和改进的有效手段。为了对产品开发过程中的人与组织因素进行仿真,提出了一种设计者驱动的产品开发过程仿真原理。重点对设计者智能主体模型进行了研究,采用INTERRAP混合结构建立了设计者智能主体结构模型,用分层有色随机Petri网描述了设计者的个体行为过程与协作行为过程。最后进行了系列仿真实验,初步证明了模型的有效性。基于设计者智能主体模型的过程仿真可在过程预测与评价、人因及组织分析、设计过程改进等方面发挥重要作用。
焦 鹏,唐见兵,查亚兵
摘
要:随着仿真技术在各个领域中的广泛应用,如何合理地评估仿真系统的可信度越来越被大家所关注。首先针对相似度方法在使用过程中所存在的问题,提出了对相似度方法进行改进的一种思路,给出了改进后相似度方法的计算公式;然后应用改进后的相似度方法对某型号导弹制导仿真系统的可信度进行了评估,并最终给出了该仿真系统的定量可信度。实践证明,改进的相似度方法实用性更强,具有广阔的应用前景和巨大的应用价值。
跑道失效率的计算模型与计算精度分析
黄寒砚,王正明,袁震宇,李明山
摘
要:针对现有失效率计算模型只考虑飞机沿跑道方向起降模式的缺陷,提出了一种综合考虑飞机沿跑道方向和与跑道成一定夹角方向起降的跑道失效率计算模型。该模型利用Monte-Carlo方法,在通过数值模拟法产生子弹落点和利用随机抽样的方法生成多组与最小升降窗口等尺寸的矩形的基础上,通过判断仿真中飞机被封锁的次数来计算跑道失效率。试验结果表明:现有模型导致计算结果明显偏大,新方法更科学合理。同时, 也分析了新方法的计算精度。
起重船吊物系统动力响应仿真分析
任会礼,王学林,胡于进,李成刚
摘 要:起重船在波浪的作用下会引起吊重的大幅摆动,从而导致海上作业被迫停工。根据拉格朗日方程建立了吊物摆振三维非线性动力学模型,其中考虑了起重机吊重的升降运动等操作。采用数值仿真的方法对吊重的动力响应进行了研究,结果表明吊索长度、起吊速度以及激励频率等因素对吊物系统动力响应有重要影响,且吊重的面内、外摆角之间存在相互耦合作用。得到的结论可用于起重船吊物系统振动的预测与控制。
气象保障中基于遗传算法的航迹规划仿真
李建云, 孟旭航
摘 要:飞行器在执行任务过程中,需要根据三维空间和时间的气象信息变化、障碍物、威胁等信息以及飞行器自身的机动性能限制,计算出飞行航迹。主要通过基于遗传算法的航迹规划理论和应用MM5模式输出产品(风场、积冰、颠簸)信息,进行航迹路径的规划仿真验证与分析,给出了具有实际工程应用价值的飞行航迹。
一种简化的单约束波束形成方法
程 翥,李双勋,薛鸿印,皇甫堪
摘 要:研究的是单约束最小无失真响应(MVDR)波束形成问题,在基于共轭梯度法(CG)的多级嵌套维纳滤波(MSNWF)基础上,提出了一种简化的单约束波束形成方法。该方法与原有的一般旁瓣对消器(GSC)波束形成方法相比,无需计算约束矢量的正交补,节省了计算量。文章还给出了两种方法的等价性证明。仿真结果表明新方法可行、有效。
基于鱼群算法的通风巷道漏风点辨识方法研究
黄光球, 陆秋琴, 刘 冠
摘 要:利用通风系统节点风流平衡关系和回路阻力平衡关系构建出了分支漏风点辨识模型。由于该模型用传统方法求解相当困难,应用鱼群算法对该模型进行了求解。在解算过程中,人工鱼个体采用0-1整数和实数混合编码方法描述;用人工鱼体能累计和消耗程度来调度其行为;采用与饥饿程度成正比的移动步距的贪婪法描述个体追尾行为;采用最低生存体能控制来实现局部最优解逃逸策略;采用最大迭代次数和迭代过程中最优解平均值变化程度来控制迭代终止时机。仿真试验表明,该方法能准确推断出通风网络中隐藏的所有漏风点。
于FLUENT对涡街流量传感器流场仿真及特性研究
贾云飞,张 涛,邢 娟
摘 要:运用FLUENT数值仿真软件成功的模拟出流体流经涡街流量传感器时所产生的卡门涡街现象。通过将仿真得到的涡街脱落频率与实验结果比较,两者之间的最大误差不超过10%,表明了FLUENT用于涡街流量传感器流场仿真,进而对传感器进行改进和优化的可行性。基于仿真结果与实验的比较,利用FLUENT数值仿真得到了目前最常用的梯形旋涡发生体后的最佳取压位置为距发生体尾部2.8倍的截流面宽度处,并将梯形发生体与T形发生体进行了对比研究,研究表明T形发生体产生的旋涡信号要优于梯形发生体。
基于可变分段误差函数的常数模盲均衡新算法
饶 伟,郭业才
摘 要:为了克服常数模算法(CMA)收敛速度慢,稳态误差大的缺点,提出了基于可变分段误差函数的常数模盲均衡新算法。该算法可通过调节分段点位置来改变误差函数特性,并得到适合信道均衡的具有奇对称性的误差函数,从而具有收敛速度快或稳态误差小的特点。用两径水声信道和负声速梯度水声信道对算法的性能进行仿真研究,结果表明:对于前一信道均衡,新算法的收敛速度明显快于CMA;对于后一信道均衡,新算法的稳态误差明显小于CMA。
动态分级的并行混沌优化算法研究
李勇军,袁小芳,孙 炜
摘 要:针对混沌优化对初始值敏感、搜索精确解效率低等不足,提出了一种动态分级的并行混沌优化(DHPCO)算法。DHPCO算法采取三种级别的并行混沌机制,分别用于全局搜索、局部搜索及二者的结合,并且根据搜索阶段动态调整各种级别中并行变量的数目。描述了DHPCO算法的基本思想和实现步骤,分析了其收敛性。仿真实验验证了该算法比其他并行混沌优化算法性能更优。
相干分布式信源参数估计算法
韩英华,汪晋宽, 宋 昕
摘 要:针对目前分布式信源参数估计算法多采用二维联合搜索导致计算复杂度较大的问题,提出了基于中心波达方向预估计的波束形成一维搜索算法。通过将中心波达方向与角度扩散进行分离,把二维联合搜索简化为一维搜索,降低了计算复杂度。利用方向向量与信号子空间之间的特征结构预估计中心波达方向,缩小了参数搜索范围,提高了算法运行速度。该算法参数估计精度较高,鲁棒性较好,适用于角度扩散较大的场合。仿真实验验证了所提算法的有效性,与DSPE算法和传播因子算法相比,所提算法性能具有明显的优势。
多延迟中立型方程Runge-Kutta方法的NGPG-稳定性
曹婉容, 赵景军
摘 要:讨论了多延迟中立型微分方程解析解及由隐式Runge-Kutta方法应用于方程得到的数值解的稳定性。给出了方程解析解渐近稳定的一个充分条件。在此基础上将隐式Runge-Kutta方法应用于方程,证明了数值解NGPG-稳定的充分必要条件为隐式Runge-Kutta方法是A-稳定的。
MC-CDMA系统部分频带干扰抑制性能研究
单
超,张邦宁,王 萍,赵 阳
摘
要:对MC-CDMA系统和部分频带干扰进行了建模,推导给出了常规MC-CDMA系统以及频域随机交织和卷积编码情况下的等增益软、硬判决合并的理论误码率表达式,计算机仿真发现,(1)集中功率进行有效干扰可以获得最好的干扰效果,(2)由于采用了频域扩频,MC-CDMA系统的部分频带干扰抑制性能要远好于OFDM系统,(3)在频域随机交织情况下,软判决合并的性能并不总是好于硬判决合并,并且采用自由距离较大的卷积编码也可以获得很好的干扰抑制效果。
空地光通信系统空间链路的建模与仿真
陈纯毅,杨华民,佟首峰,蒋振刚,姜会林,韩 成
摘 要:用拟合方法得出大气消光系数随高度的变化关系,进而建立激光大气传输衰减模型;以无湍流影响时到达接收机的光强为均值,根据对数振幅起伏方差求出光强闪烁方差,用高斯随机数模拟光强闪烁;建立了光扩束和视轴失配所引起的光损耗模型。在Matlab/Simulink平台上开发了仿真程序,其可作为完整的空间链路模块,在空地光通信仿真中直接使用。仿真结果与理论分析具有一致性。
软件总线研究及其在水电仿真系统中的应用
蔡 巍,赵 海,张浩华,赵 明,周 艳
摘 要:针对复杂系统仿真软件开发中柔性设计和软件复用等问题,提出了基于软件总线体系结构的系统集成方案。并以此为基础,在水电仿真系统的设计实现中应用了该方案。在复杂仿真软件系统设计与实现中采用软件总线体系结构,有利于应对系统扩展和变化,同时也通过松耦合连接使得系统中组件的重用性得到加强。基于软件总线的仿真系统开发体系,易于实现复杂系统的仿真建模与定制实现,直接提高了生产效率和软件质量。
基于Creator的飞行视景三维模型数据库优化技术
王晓东, 毕开波
摘 要:根据飞行视景仿真中三维建模的特点和要求,利用Creator强大的可视化建模功能和模型数据库优化技术,从调整模型数据库层级结构、减少模型复杂度和减小模型文件尺寸等几个方面着手,创建飞行视景仿真中所必需的飞机/导弹、座舱仪表和地形等典型对象的三维模型,在模型的复杂度和逼真度之间进行平衡,通过某飞行模拟训练系统软件开发中三维模型优化前后运行性能参数的对比,表明了优化建模的必要性和该建模技术在普通PC平台上支持飞行视景实时仿真的可行性。
多仪表综合显示系统人机界面的虚拟评价研究
颜声远,于晓洋,张志俭,彭敏俊,杨 明
摘 要:提出了多仪表综合显示系统人机界面的动态仿真虚拟评价方法。建立了基于GL Studio的虚拟评价环境。创建了包含动态显示特性的主观评价指标体系。构造了基于灰色关联分析的主观评价数学模型。实现了在设计阶段仿真仪表的实际工况,评价显示设计与操作员主观期望一致性,有效地提高了多仪表综合显示的人因设计质量。
毫米波导引头目标回波和杂波模拟方法研究
梁志恒,潘明海
摘 要:半实物模拟系统是毫米波导引头研制和评估的有效手段,准确产生目标和杂波信号是该试验系统的重要内容,阐述了毫米波导引头目标和背景回波信号的产生方法,对系统中的关键技术如延迟、多普勒频率、相关非高斯杂波、射频阵列等实现方法也进行了讨论。
水下多目标跟踪半实物仿真研究
汤 琦,黄建国,杨旭东,冯西安
摘 要:针对水下多目标跟踪的实际过程,完成了水下多目标海洋环境建模,并建立了水下多目标定位和跟踪仿真模型;提出了水下多目标跟踪半实物仿真方法,该方法应用静态长线阵和多目标信号源在水池实现了多目标和跟踪体之间的相对运动的仿真;在DSP系统上实现了多目标定位与跟踪算法。进行了3个目标的半实物仿真,仿真结果表明:该系统不仅能模拟水下多目标跟踪海洋环境,而且能对水下多目标进行有效地定位与跟踪,为水下多目标跟踪进一步实际工程应用提供了依据,具有重大工程应用价值。
鞠儒生,尹全军,陈少卿,黄柯棣
摘 要:根据指挥自动化电子战系统(C3IEW)的特点,提出对应的作战效能评估指标体系,并基于HLA构建C3IEW仿真系统框架。主要采用数据仓库和数据挖掘技术对HLA仿真产生的大量数据进行处理,分析了数据仓库的结构并创建了针对事后分析的COGNOS数据立方体。重点利用非全连接神经网络对数据进行挖掘,确定了评估指标体系中底层指标的权重,比较了C3IEW系统各功能域对应的作战效能,推导出一些有用的结论。
一种基于路网网格化的微观交通仿真模型
孙腾达,王劲峰
摘 要:针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型。通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真。这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点。文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析。分析的结果表明:不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著。
从HLA对象到关系数据—HLA仿真中的通用数据库交互
张新宇,韩 超,邱晓刚,黄柯棣
摘 要:针对传统HLA仿真数据库在设计、实现和应用方面通用性的不足,基于关系数据库,提出了一种适于HLA仿真应用的通用数据库交互方法,研究了HLA对象模型与关系数据模型之间的一一映射和相互转换问题,设计并实现了通用HLA仿真数据库的结构模型及其数据访问模式。该方法能够适用于多种平台、程序设计语言和数据库管理系统,实现了通用性。最后介绍了该通用数据库交互方法的应用情况。
基于虚拟样机技术的火炮反后坐装置设计评价研究
贾长治,胡仁喜,杜秀菊,陶辰立
摘
要:反后坐装置是火炮系统的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着整个火炮的性能。首先介绍了火炮反后坐装置设计评价的必要性,建立了反映反后坐装置工作状况的火炮虚拟样机。提出了表征反后坐装置工作性能的三个指标,基于虚拟样机仿真研究设计参数对反后坐装置性能指标的影响规律,从而将对反后坐装置设计的评价转化为对其性能的评估,实现了火炮反后坐装置设计评价的定量化,评价实例说明了利用虚拟样机评价反后坐装置设计的优越性。最后,展望了虚拟样机在武器装备工程研究领域应用的前景和下一步工作的重点。
调水工程变比例三维视景仿真系统构建技术
郭新蕾, 杨开林, 乔青松, 郭永鑫
摘 要:以长距离输水工程为背景,重点研究了构建三维大地形视景仿真系统的实现技术。针对视景仿真技术在水利领域应用要求的特点,提出了变地形比例的处理方法,并在VC++平台下编译开发了一个虚拟现实的应用程序。实验结果表明,通过大地形的生成、变比例拉伸和调度优化,系统能够在普通PC机上流畅的实时漫游并能弥补仿真中视觉局限的不足,从而更好地为科学选线和工程决策提供依据。
磁悬浮反作用飞轮中磁轴承的H∞控制与仿真研究
韩辅君,房建成
摘 要:对外转子、大转动惯量、小跨距的磁悬浮反作用飞轮进行了系统分析与建模,设计了基于混合灵敏度函数的H∞控制器,并给出了H∞控制器和PID控制器的S-T特性仿真曲线和阶跃仿真曲线。通过对两种控制器相关项的比较,得出:基于H∞理论的控制器比传统的PID控制器具有更好的动态性能、更强的扰动抑制能力和更好的鲁棒性。
简化稳定广义预测控制算法
魏 环, 高 峰, 王东凯, 闻光辉, 潘立登
摘
要:讨论了一种简化的无穷广义预测控制算法,算法在被控对象稳定的条件下可以保证闭环系统的稳定性。使用收缩原开环系统极点的方法使原系统稳定,然后针对这个稳定广义系统推导了无穷广义预测控制率,理论分析证明可以保证开环不稳定系统的闭环稳定性。该算法可以得到控制率的显式解,不用递推求解Diophantine方程,大大减小了过程计算量,具有一个意义明确的可调参数,适用于不稳定,非最小相位和纯滞后系统。对几类不稳定过程的数值仿真结果说明了该方法的有效性。
注塑过程子时段动态非线性质量预测
郭小萍, 王福利, 贾明兴
摘 要:针对注塑间歇过程多阶段、缓慢时变、非线性和质量变量测量值不能在线获得等特点,提出子时段滑动窗口广义回归神经网络质量预测方法,首先,采用分类算法对三维数据矩阵的时间片PCA负载矩阵进行分析,根据相关性分析把注塑过程划分为几个子时段,然后确定与重量密切相关的阶段,在确定的阶段内采用滑动窗口建立GRNN多模型,解决常规MPLS在工业应用过程中存在的几个潜在问题:(1)静态单一模型;(2)模型失配问题;(3)MPLS线性方法不能充分有效压缩和抽取非线性过程信息;(4)估计未来测量变量所引进的模型偏差。所提方法与子时段滑动窗口MPLS方法进行仿真比较。结果证明了所提方法的有效性。
基于免疫粒子群算法的飞行控制器参数寻优
孙 逊,章卫国,尹 伟,李爱军
摘 要:提出了一种免疫粒子群混合优化算法。该方法将免疫算法中的基于浓度的抗体繁殖策略与粒子群优化算法相结合。对浓度低的粒子进行促进,对浓度高的粒子进行抑制,因而保持了粒子的多样性,克服了PSO算法易于陷入局部最优点的缺点,寻优速度快。将该方法用于飞行控制器的参数优化设计。仿真结果表明:使用该方法进行参数优化设计获得了优良的飞行控制效果,能够较大地提高飞行控制器参数的设计效率。
姚 杰, 倪秀晖, 陈 超
摘