GSPN的分析方法及其应用

随着计算机和信息技术的发展,广义随机Petri网(G SPN)作为一种图形化的建模工具,不仅可以对系统进行形式化的描述和快速原型开发,而且由于其具有坚实的数学理论基础,可以对系统进行正确性验证和性能评价,因此在系统的设计过程中,得到了广泛的应用。基于结构分析方法、可达图分析和数值分析方法讨论分析了G SPN,并给出了具体的算例,最后讨论了G SPN的应用领域。     

某高炮火控系统滤波器设计

对目前高炮火力控制系统目标滤波与预测进行了分析与研究。在此基础上结合工程实际设计了一种α-β滤波器,该滤波器的原理是把在连续系统中频率域的要求和在离散系统中Z域的要求转换成时域中在典型信号激励下的时间响应的特征值的要求,从而在时间域中以特征值的要求进行综合,再把综合的结果转换回Z域中,最终得到所确定的α-β滤波器,给出了α-β滤波器的Z传递函数、分析了α-β滤波器参数的确定,对α-β滤波器的静态误差进行了研究,对设计方案进行了计算机仿真和实际应用。     

DFT的Z变换算法

文中讨论了用Z变换计算DFT的方法。对于N=2~t的DFT,本算法所需的加法及乘法量分别为:(?),与Cooley-Tukey基-2算法比较,乘法量与加法量均减少25%,文中还讨论了本算法在微机上的实现,给出流程图。在运算时间上,本算法与通用FFT算法程序进行比较:节省时间30%。     

涡环旋转伞流固耦合特性分析

以一种典型的涡环旋转伞为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法模拟其在无限质量条件下的充气展开过程。计算得到了涡环旋转伞的充气展开和转速、开伞动载等时程变化曲线以及稳态阶段伞周围流场变化规律、伞衣织物的结构强度等流固耦合特性。结果表明:涡环旋转伞在来流12m/s时稳定转速约为3.1r/s,伞衣幅充满外形饱满,与伞塔试验结果吻合;稳态阶段涡环旋转伞上方产生大量涡核,涡核中心的连线类似于空间螺旋线;涡环旋转伞的阻力系数大于一般结构轴对称降落伞;伞衣幅与伞绳连接区域以及边缘区域应力明显高于伞衣幅平均应力水平。     

Ka波段过模慢波结构色散曲线的数值求解

运用场匹配法,结合Ka波段过模慢波结构的实际情况,进行轴对称周期慢波结构色散关系的理论推导,得到了一种快速、准确计算适应Ka波段过模慢波结构的色散特性计算方法。根据推导结果,采用MATLAB程序编程计算了Ka波段过模盘荷波导的色散曲线。将计算得到的色散曲线与成熟的商业软件计算得到的结果进行了对比,两者误差在2%以内,验证了数值算法的可靠性。计算得到的色散曲线可以辅助选取Ka波段微波源的结构参数,对器件设计有一定参考价值。     

多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了一种基于GPU的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSMPW 格式,湍流模型为k-ω SST两方程模型,采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构,讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明相对于Intel Xeon E5-2670 CPU单一核心的计算时间,单块NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107至125倍的加速比。利用四块GPU实现了复杂外形1.34亿网格的快速计算,并行效率为91.6%。     

曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法

针对传统亚像素配准算法存在精度不高、计算复杂的问题,提出了一种曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法。采用9点相关系数曲面拟合法对图像进行粗配准,求得一个相对粗略的亚像素配准位置;在两幅图像中选取相同尺寸的子区图像,在粗略的亚像素配准位置基础上,采用梯度法最终获得精确的亚像素配准位置。不同平移关系下的样本图像亚像素配准对比实验结果表明,该算法实现了曲面拟合法和梯度法的优势互补,有效提高了图像配准的精度,最大配准绝对误差由0.17像素降低为0.02像素。     

基于进化算法的多无人机协同航路规划

以突防航路时域协同指数、空域协同指数、突防时长指数和受威胁指数为规划目标,以最小直线航路段长度、可飞空域、续航能力和进入任务航路方向为约束,构建了多无人机协同突防航路规划模型。结合模型特点,利用合作型协同进化遗传算法对该模型进行求解。     

柱体大攻角入水弹道建模与仿真

基于CFD计算获得了柱体大攻角入水过程流体动力特性,进而建立了大攻角入水弹道模型,使用流场-弹道耦合计算结果验证了模型的适用性和精度,然后仿真分析了入水攻角和速度对入水弹道的影响规律。该模型能较准确地预测柱体大攻角入水弹道,对研究发射平台安全性问题和空投鱼雷等入水攻击性武器的入水弹道预测问题等有较强的指导意义。     

飞航导弹故障飞行落点概率计算方法

针对飞航导弹故障飞行落点概率难以准确计算的问题,通过分析导弹的各个分系统的故障机理重新提出五种故障模式,依据逐系统串联的原理建立了故障模式的概率分配计算模型;在对发射、飞行和故障后坠落等阶段进行分析的基础上建立各故障模式的仿真模型;最后应用蒙特卡洛方法对某型导弹故障飞行落点的概率分布进行了仿真计算。