系统动力学的C~4ISR系统信息优势价值链模型仿真

实现信息优势是网络中心战的核心,C4ISR系统是打赢网络中心战、夺取信息优势、决策优势和行动优势的客观基础。从C4ISR系统的工作流程出发,分析了C4ISR系统信息优势价值链,围绕战场态势感知信息优势价值链的生成过程,运用系统动力学方法建立了对抗条件下C4ISR系统信息优势价值链的SD模型,并结合作战背景对试验结果进行了仿真分析,验证了该方法研究复杂军事信息系统的可行性。     

空间信息获取系统建模与分析*

分析了空间信息获取系统概念和运作过程,建立了空间信息获取系统的SysML模型以及赋时CPN模型：通过CPNTools状态空间分析工具,验证了空间信息获取系统的逻辑性;运用CPNTools对模型进行仿真,依据仿真数据分析了空间信息获取系统的性能,并给出了空间信息获取系统的改进建议。     

基于SysML需求图的武器装备功能需求描述方法

在武器装备需求论证工作中,军方使用人员与研制设计人员对武器装备需求内容的描述不可避免地存在着一定的偏差,进而可能造成武器装备研制工作的迟滞和设计偏差。针对这一问题,借鉴SysML需求图建立武器装备功能需求描述模型,主要分析了总功能需求模型、功能需求关系接口模型、功能需求实现接口模型和需求验证接口模型,最后,以坦克功能需求描述为例,给出了基于SysML需求图的坦克功能需求描述方法。描述的结果表明,SysML需求图能够准确地对坦克功能需求进行描述,并且易于理解和操作。     

基于PEPA的防空指控系统优化设计研究

信息化战争对防空指控系统设计提出了更高的要求。针对防空指控系统复杂性,结合自身内部效能和外部作战环境影响,将定性定量分析相结合,使用过程代数方法定量评价防空指控系统的设计效果,进而指引防空指控系统的优化设计方向,提出了规范的防空指控系统设计方法。案例分析表明,该方法能够从定性定量相结合的角度对防空指控系统进行设计和说明,过程明确简洁、结论真实可信。     

面向知识活动的指挥信息系统体系结构框架

未来战场上知识的高效处理运用将在态势感知、指挥决策、行动控制中涌现作战效能,智能化指挥信息系统设计与构建需要以知识为中心的体系结构框架指导和规范。探讨知识活动作用机理,提出面向知识活动的体系结构框架,由此引出知识视角及其设计过程,以反导作战筹划为实例,重点阐述了知识视角在指挥信息系统体系结构设计中的应用过程,验证了知识视角的可行性和有效性。     

基于多Agent的多传感器仿真系统总体分析

多传感器是实现未来信息化战场"网络中心战"概念的一组必要的装备系统.实施该项目先期概念技术演示,必须设计其仿真系统.采用基于多Agent的仿真方法,结合Agent的通用含义及结构,把多传感器仿真系统的内部组元直接映射成相应的Agent.由此,研究了基于多Agent的信息化战场多传感器仿真过程,前瞻了多传感器运用场景,分析了多传感器仿真系统的整体流程和逻辑结构.设计的多传感器仿真系统,以Agent的表现形式获得了对多传感器战场运用这一客观、复杂过程的深刻认识,从而可实现对这种动态作战环境行为的仿真.     

基于HLA的舰载多传感器信息融合系统仿真

建立具有舰载多传感器信息融合系统功能的C3I系统是目前和未来C3I系统的首要发展方向.应用HLA仿真技术进行舰载多传感器信息融合系统试验仿真,对于增强系统的通用性、灵活性、重用性和互操作性,实现复杂C3I系统集成具有重要的现实意义.首先提出了基于高层体系结构(HLA)的舰载信息融合系统的设计框架,其次阐述了系统设计思想和舰载多传感器信息融合仿真系统组成及功能,并针对作战想定背景进行了对象类和交互类的开发,最后给出了联邦仿真流程,实现功能模型和物理模型的建模.     

指挥信息系统作战运用服务需求

以OODA(Observe-Orient-Decide-Act)作战过程模型为主要参考,充分考虑用户主观体验,提出了指挥信息系统作战运用信息服务的分类方法和交互关系,并以数字化机步师指挥信息系统为例,通过设计4种服务视角模型,分析其作战运用的服务需求,为科学运用指挥信息系统提供指导。     

基于模型的系统需求确认与验证技术研究

为了减少高升力系统设计错误、避免实物验证与迭代、缩短研制周期,提出了一种贯穿于联合定义、初步设计、详细设计及集成验证全生命周期各研发阶段的基于模型的系统需求确认与验证方法。该方法通过ADS2软件将Simulink及SCADE(safety critical application development)等模型集成在一个统一的虚拟集成平台上,分别创建系统架构模型和系统性能模型,并开展仿真分析,实现了在不同研发阶段对系统需求的确认和虚拟验证。此外,使用支持ADS2的I/O驱动模块,以及复用设计阶段建立的测试用例和用户界面,可以快速搭建计算机在环的半物理集成环境、控制分系统集成环境和系统全实物集成环境,支持开展分层级的系统需求验证。由于各研发阶段使用统一标准的模型和测试用例传递信息,因此可以确保研发过程中信息传递的一致性,极大地降低了设计错误,加快了研发周期,并降低了研发成本。     

系统建模语言(SysML)及其在DoDAF产品描述中的应用

SysML(Systems Modeling Language)是目前国际上系统工程领域最新的标准建模语言,SysML在重用UML2.1的基础上,对其进行了特定的扩展,它对于系统分析中系统的需求、结构、行为、分配和属性约束等描述特别有效.在跟踪SysMI,的基础上,首先深入分析了该语言的体系结构;接着对该语言的10大建模图形给出实例,逐一介绍;最后创造性地给出了使用该语言描述美军DoDAF产品的方法.     

装备保障体系结构描述及鲁棒性分析

系统建模语言(SysML)是在对UML2.0子集进行重用和扩展的基础上,综合了面向对象方法和结构化方法的各自优势,提出的一种面向体系结构设计的可视化建模语言。以该设计语言为基础,构建了装备保障体系结构视图模型,并考虑到目前国内关于体系结构评估缺少相关可执行模型的现实情况,引入了复杂网络理论,将各保障实体抽象为网络中的点,实体间的关联关系抽象为边,以军装备保障体系力量为研究对象,建立了军级装备保障体系网络结构模型。最后对网络模型的鲁棒性进行分析,为装备保障体系建设的研究提供了一种新思路。     

基于整车虚拟道路行驶试验的车辆零部件疲劳分析

针对现有车辆零部件精确疲劳分析依赖成本高昂的实车试验的问题,提出了一种利用整车虚拟样机仿真分析零部件疲劳寿命的方法。该方法通过在ADAMS/CAR中用整车虚拟样机在虚拟道路模型上进行行驶试验,利用多体系统动力学基于模态坐标的求解特点,使用模态应力恢复技术准确还原出了用于零部件疲劳寿命分析的载荷历程。将该方法应用于某车辆双横臂前悬中的下控制臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。应用结果表明,该方法可作为汽车设计过程与测试过程中的有效试验手段。     

某型鱼雷尾追式弹道设计与仿真

主要介绍了基于MATLAB/Simulink和Delphi两种途径的鱼雷尾追式弹道的设计与仿真方法.首先给出鱼雷导引系统的数学模型,然后介绍如何应用Simulink建立系统的仿真模型并进行仿真计算,并使用Delphi语言进行了仿真,最后给出相应的仿真结果和分析.Simulink的仿真方法克服了其他传统编程语言如Delphi仿真时繁杂、难度高、周期长的缺点,使动态系统的仿真变得容易、直观、迅捷.     

基于仿真技术的动力装置优化设计技术研究

针对传统动力装置设计方法中存在计算复杂、动态性能难以计算等问题,提出利用动力装置仿真系统来设计船舶动力装置的方法。首先,利用模块化建模原理建立了动力装置各组成部件的数学模型,然后利用C 语言编写了各模型的仿真程序,并建立了动力装置仿真系统。利用该仿真系统对某型船舶的全燃动力装置进行了详细设计,设计过程及结果表明,采用仿真系统来设计动力装置可以准确计算动力装置的动态性能,同时对动力装置各部件的性能参数进行优化。     

基于神经网络的四轮转向车辆辨识和控制

车辆的动力学受各种非线性因素(如轮胎特性和路面状况)的影响,因此,利用两自由度线性车辆模型很难描述车辆的动力学.本文提出了一个新的基于神经网络非线性建校和控制能力的4WS控制系统.首先将车辆动力学辩识为一个RBF冈给车辆模型,然后利用该RBF网络车辆模型设计RBF网络控制器.通过计算机仿真说明了所提方法的有效性.     

车辆动力换挡过程液压系统动态特性仿真

建立了某车辆换挡离合器液压系统压力控制阀动力学模型并进行了仿真,通过实验验证了所建数学模型和仿真计算方法的正确性与有效性,分析了不同结构参数对压力控制阀充油过程的影响,研究结果可以为车辆液压系统的设计、改进及预测提供理论依据.     

基于特征结构配置的车辆主动悬架控制器设计

基于特征结构配置参数化方法,提出了车辆主动悬架控制器设计方法,其目的是设计一组状态反馈控制器,使得闭环结构系统具有希望极点和特征向量。该方法提供的自由参数,可用来满足系统的鲁棒性能等指标。该方法直接基于车辆悬架系统的参数矩阵,故便于工程应用。对车辆悬架系统进行仿真分析,结果表明该设计方法简单有效。     

通用装备机液系统综合检测试验平台综合信息管理系统设计与实现

探讨了通用装备机液系统综合检测试验平台综合信息管理系统在网络和功能结构、信息处理流程、数据分类和数据结构、数据传输接口等方面的设计方法,该设计方法在通用装备机液系统综合检测试验平台综合信息管理系统项目中进行了应用,取得了良好效果,为类似的综合管理信息系统的设计探索了一条有效的路径。     

混合不确定条件下的飞行器级间分离可靠性分析

为量化飞行器级间分离过程随机不确定性和认知不确定性的综合影响,结合概率和区间理论混合模型特点,提出了一种基于随机和区间理论混合模型的飞行器级间分离可靠性分析方法。面向高超声速飞行器分离任务需求,建立分离动力学仿真模型,针对级间分离结构的几何特点,设计了一种快速碰撞检测方法,进而构建了分离任务的可靠性分析混合模型。通 过将该模型转化为随机可靠性分析的无约束优化问题,考虑分离过程中复杂外力及力矩导致功能函数高度非线性的特点,利用高效全局优化和主动学习Kriging方法实现无约束优化问题高效求解。结合实例表明,该方法能够准确描述混合不确定性因素对飞行器分离过程的影响,给出了飞行器分离任务可靠性区间,可为飞行器分离方案的精细化设计提供决策支持。     

应用时标分离和动态逆方法设计飞行器的姿态控制系统

在对飞行器的姿态控制过程中,针对飞行器姿态控制系统模型的非线性特性,线性的控制方法难以直接应用,应用非线性控制理论来设计姿态控制律十分必要。结合时标分离的思想将系统姿态的运动学部分和动力学部分分别视为慢变子系统和快变子系统,2次应用动态逆的设计方法来设计控制律,仿真结果表明,系统能够快速地跟踪期望的姿态角,跟踪的精度高,该方法简单可行,具有一定的实用性。