基于Markov链的分布式仿真系统最佳检查点间隔研究

基于HLA的分布式仿真系统作为一类特殊的分布式系统,其容错一般基于回卷恢复实现,在回卷恢复中检查点间隔的不同会对系统性能产生很大的影响。分析了分布式仿真容错与一般分布式系统容错的异同,根据不同仿真进程对仿真结果的重要程度对其进行了分类,定义并利用Markov链分析了采用回卷恢复时分布式仿真系统的可用度,得到了系统最大可用度对应的检查点间隔的求解等式,通过一组试验数据验证了该最佳检查点间隔求解等式的正确性。     

基于网格技术的仿真资源实时调度系统研究与实现

针对仿真资源服务运行中存在的性能瓶颈,以WSR工厂模式为基础,设计并实现了一种基于网格技术的仿真资源实时调度系统。该系统通过设置代理工厂服务,在客户端创建资源实例,实现了对仿真资源服务的实时动态调度和对资源属性的监控。原型实验证明,该系统具有调度时机合理、调度机制对服务方与客户端透明、资源监控机制不影响客户端操作和接口开放等优点。     

仿真网格原型系统的设计与实现

进行仿真网格原型系统的研究是解决仿真网格关键技术的基础。SGE网格引擎是一个构建本地和集群级网格的工具,通过SGE构建基本的网格平台,根据HLA仿真任务的特点,对分布式仿真网格的原型系统进行了研究和设计。提出了仿真网格的双通道通信机制:一个通道负责仿真网格组件的通信,另一个通道负责HLA仿真任务之间的通信。提出了仿真任务在仿真网格中的三种调度模式:以进程为单位的调度、以联邦成员为单位的调度、以联邦为单位的调度等。通过研究初步实现了仿真网格的原型系统,并对HLA仿真任务的三种调度模式进行了简单的测试。     

海战仿真系统自然环境通用数据框架研究北大核心

海战场自然环境仿真是海战仿真系统建设的重要基础。分析了海战仿真系统自然环境仿真的特点与需求,提出了基于多粒度的海战仿真系统自然环境仿真的特征要素;构建了一个海战仿真系统的自然环境通用数据框架,运用动态和静态数据结合和多数据网格组合的方式实现了自然环境要素的XML描述;完成了基于VR-Forces的海战仿真系统自然环境数据设计。建立的自然环境通用数据框架能够为海战仿真系统各模块开发提供快速数据支持。     

海战仿真系统自然环境通用数据框架研究

海战场自然环境仿真是海战仿真系统建设的重要基础。分析了海战仿真系统自然环境仿真的特点与需求,提出了基于多粒度的海战仿真系统自然环境仿真的特征要素;构建了一个海战仿真系统的自然环境通用数据框架,运用动态和静态数据结合和多数据网格组合的方式实现了自然环境要素的XML描述;完成了基于VR-Forces的海战仿真系统自然环境数据设计。建立的自然环境通用数据框架能够为海战仿真系统各模块开发提供快速数据支持。     

超算环境科学工作流应用的容错

超算环境中科学工作流技术广泛应用于科学研究和工程仿真领域。复杂多物理过程数值模拟、多阶段数据处理等应用往往需要使用多种应用软件相互协作,构建业务流程自动执行来提升工作效率。然而在超算环境中执行科学工作流应用面临着资源失效、任务配置错误等异常情况,造成工作流执行中断,严重影响完成效率,故容错功能对超算工作流应用的稳定持续运行有重要意义。介绍了科学工作流的容错设计分类,并对典型工作流系统的容错设计进行分析评述;提出了基于决策树的事件-条件-动作容错模型,设计了非侵入式可扩展的容错架构,并针对自主研发的部署在超算环境下的科学工作流应用平台HSWAP,实现了运行时可配置的容错策略。在实际的工程仿真任务中,基于所提出模型和架构实现的容错机制为提高工作流执行效率发挥了重要作用。     

分层分布式分群监控体系下的网格资源发现机制

网格中资源发现机制是把资源提供者和资源请求者联系起来的重要环节.在分析分层分布式分群监控体系结构和现有资源发现机制的基础上,提出将集中式目录服务、资源路由表和移动代理三种机制相结合的网格资源发现机制.实验验证该机制在小范围内查找具有性能高效的特点,而在大范围内查找减少了资源发现代理的分发数量,降低了系统消息的负载,进而降低了网络资源的占用.     

L+1容错恢复策略在复杂军事网络中的应用仿真

以标准3×3网格为基础网络,介绍了L+1容错恢复策略的概念和恢复原理,以海上舰艇编队作战系统网络为研究对象,使用Matlab-Simulink仿真工具,通过对阻塞概率、平均路径长度、路径重新分配概率和有效利用率4个指标的仿真,对比了该网络在无策略、备份多路和L+1容错恢复3种策略下网络的恢复程度,验证了L+1容错恢复策略的有效性和可行性。     

作战仿真数据集成框架研究及实现

作战仿真数据的集成与整合是我军数据工程建设项目的重要内容.以ETL及消息中间件(MOM)技术为基础,设计了一种基于消息中间件的抽取、转换、传输与加载(ETTL)的作战仿真数据集成框架.分析了系统结构模型及各模块相互关系,提出了一个可行的数据集成解决方案.介绍了一个分布式数据集成系统平台的设计与实现,并结合一个数据集成实例详细阐述了该系统在我军军事演习中的应用.     

基于网格技术的装备保障资源监控系统研究

研究了网格资源监控理论,介绍了端到端监控组件及LDAP协议。结合基于LDAP的资源监控模型,讨论了装备保障资源监控系统中监控对象的表示及系统的结构设计,并说明其工作机理。     

Matlab模拟故障仿真技术在短路电气火灾事故调查中的应用

以低压配电系统为研究对象,应用Matlab中的Simulink软件包,建立低压配电系统典型电气故障仿真模型,通过添加不同的仿真模块,设置不同的模块参数,模拟仿真短路电气故障发生时输电线路端及用电设备端的电压和电流变化特点,归纳总结了短路故障的规律和特点,以帮助火灾调查人员分析火灾现场电气故障的种类,为调查电气火灾原因提供参考。     

空间推进系统工作过程的模块化建模

建立空间推进系统仿真模块(包括液体管道模块、三通模块、充填模块、推力室模块等)的数学模型.虽然采用的是集中参数方法,但同时考虑了液体的惯性、粘性和压缩性,所以本文建立的常微分方程组能在一定程度上反映供应系统工作过程的分布特性.     

模糊专家系统自动装弹机故障检测系统

针对步战车装弹机故障检测困难,设计步战车装弹机故障检测系统,自动高效地实现对步战车装弹机的故障检测。利用模糊专家系统解决模糊问题的基本方法,阐述了系统的总体设计和硬件设计,按照输入输出信号的特点,将系统分为模拟信号输入输出模块和数字信号输入输出模块,并详细介绍了系统软件的核心——模糊专家系统的设计,特别是对模糊专家系统中知识库、推理机、解释模块以及学习模块的开发进行了探讨。     

采用SHLPN分析特种车载总线网络可靠性

针对特种车载总线网络可靠性难以评估的问题,提出采用随机高级Petri网(Stochastic High-level Petri Net,SHLPN)分析特种车载总线网络可靠性。深入分析特种车载总线网络故障模式的基础上,将其等效为冗余总线控制器模块、远程终端模块和冗余链路模块的串联,分别建立各个模块的SHLPN模型,得到了各个模块的稳态可用度计算式,进而综合得到特种车载总线网络的稳态可用度计算式。最后,实例分析验证了所提方法的有效性。     

采用故障树的数据链系统故障模式

根据数据链系统的故障检测困难的特点,采用故障树分析法,建立了数据链系统的故障树;在详细分析数据链系统故障特点的基础上,提出了端口功能检测法、调制解调器替代法和电性能参数检测法3种故障定位方法。设计了端口功能检测法中数据测试仪、终端设备模拟器和自环测试监测仪的系统连接方法,设计了调制解调器替代法的系统连接方法和电性能参数检测法的常见电性能参数。综合使用故障检测定位方法,可快速定位数据链系统常见故障。     

高速SpaceFibre总线节点的系统设计

为了实现SpaceFibre总线节点的高效数据传输,针对网络协议中关键问题和技术提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的SpaceFibre总线节点系统设计方案。其中,采用了轮询仲裁算法,解决了多路虚拟通道中流量控制字的申请冲突;设计了基于服务质量机制的高效处理状态机,实现了多路虚拟通道的服务质量调度;提出了一种并行的分区存储架构和重发控制算法,实现了基于错误检测隔离恢复机制的错误恢复;采用了不同的数据并行处理方案,实现了多种数据格式的循环冗余校验和伪随机序列的计算。通过ModelSim仿真平台对节点系统进行功能仿真,并在Virtex-6 FPGA上完成了系统验证。结果表明,该设计实现了SpaceFibre总线节点的功能,串行传输速度可达3.125 Gbit/s,能够满足高速数据传输需求。     

基于系统构型替换的固冲发动机故障模式半实物仿真

为全面快速验证冲压发动机的故障检测算法，基于构型替换建立了能模拟多种固冲发动机故障的仿真验证平台。基于此平台，搭建了发动机点火故障模型、压强传感器故障模型、设备接口模型，以及与真实控制器中检测算法具有相同外部接口和系统构型的故障检测算法模型等。通过系统构型的切换，将同一个故障模式注入故障检测算法模型和真实发动机系统，并通过对比同一组故障模式下故障检测模型检测结果与发动机控制系统检测结果，来对发动机控制器中的故障检测算法进行快速验证。以无喷管助推器点火的检测为例，讲述了该方法的建模、实验验证及分析过程，此外，该方法还能应用到无喷管助推器关机、进气道前后堵盖打开、燃气发生器点火、燃气流量容错控制等多个故障模式的仿真模拟与验证，具有很强的通用性，能大大地降低控制系统开发与验证的时间成本，具有很强的应用价值。     

Redundant spares allocation to reduce reliability costs

The problem considered here is the optimal selection of the inventory of spares for a system built from two kinds of modules, the larger of which can be connected so it performs the role of the smaller one. The optimal inventory is the least costly one which achieves a specified probability that the spares will not be exhausted over the design lifetime. For some costs and failure rates it is most economical to use the larger module for both roles, due to the resulting increase in flexibility in the deployment of a single type of spare module. Both analytical and simulation methods have been used to study this problem.