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计算机仿真论文全文(5篇)

前言:小编为你整理了5篇计算机仿真论文参考范文,供你参考和借鉴。希望能帮助你在写作上获得灵感,让你的文章更加丰富有深度。

计算机仿真论文

第1篇:计算机仿真论文范文

飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上,利用适宜的保障效能评估方法和技术,在飞机研制过程中持续开展综合效能评估,评价出研制过程各阶段的综合保障效能,提出优化、改进建议,实现对新机研制过程综合保障的有效监控;在部署/使用阶段开展保障效能评估,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的,是在飞机研制过程中设计,逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求,飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能,而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述,综合保障和质量控制具有共同的目标,综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段,对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。

2评价指标选择

由于综合保障和质量控制具有共同的目标,反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决于飞机的设计性能,同时也取决于飞机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响,这关系到飞机的设计、研制,并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则:(1)以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。(2)参考国内、外同类飞机的有关指标,相似装备的战备完好性水平,以及本国的国防工业科技水平等。(3)环境条件的约束,包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。(4)预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。(5)现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。(6)费用、进度等约束条件。(7)其他约束条件,如充分考虑各指标之间的协调性(不可互替代性、全面性)和各指标的阶段性等。根据以上原则,结合相关标准,选用使用可用度(固有可用度)、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响,其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况,主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响;能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平;出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响;再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平;寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响,涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素(包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障)和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准,可以实现飞机设计质量全面控制。

3评估方法和模型构建

3.1评估方法

可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标,但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述;仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性,但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。

3.1.1计算机仿真

仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节:(1)根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果,模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况,模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动。核心业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。(2)故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样,确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM()函数生成的0~1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下:下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔(2)

3.1.2数据统计

对于已经研制的飞机及其保障系统,数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统,这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标,仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。

3.1.3解析法

解析法主要用于各评估指标的计算,飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解,一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数,也利于模型数据的收集。

3.2评估模型构建

任务周期从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动,直到当天任务结束。而在这一任务周期中,将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程,并将其量化,进而构建数学模型,最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标,是飞机设计质量控制需要突破的核心技术。

3.2.1模型组成

建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性,它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此,飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。(1)任务模型:描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务,子任务又可分为若干个次级子任务,各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程,其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。(2)飞机模型:描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。(3)资源模型:描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种,例如:维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等,但是在作战单元执行任务的过程中,由于任务的持续时间一般比较短,对保障效能影响最大的资源只有两种:备件和维修人员。因此,资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息(其中的备品备件即为飞机的最小保障单元)、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。(4)组织模型:描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元,存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。(5)过程模型:是保障系统的核心模型,保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。

3.2.2系统输入

根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理,通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的,理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系,明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述,对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务;任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类;任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称;基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。

3.2.3业务流程

在大量调研的基础上,对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理,并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况,对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中,需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程,梳理各任务和活动的执行流程,将5个子模型以及个输入参数关联起来,最终统计相关参数和计算结果。

4模型初步验证

为了易于验证模型和方法,对案例进行了以下简化:(1)飞机结构假定只有三个子系统(燃油系统、航电系统、火控系统)。(2)将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。(3)使用保障活动与任务暂时没有关联,作业时间是一个定值。(4)维修过程中备件的周转时间为定值。(5)预防性维修活动看作一个事件,作业时间为一个定值。(6)供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比,计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天,偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。

5模型特点和应用

5.1模型特点该模型具有以下特点:

(1)系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行,而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律,而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。(2)阶段性。由于飞机研制具有明显的阶段性,每一阶段的设计参数逐步详细和准确,因此,该模型也具有阶段性。随着设计的深入,该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。

(3)动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序,是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程,其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。(4)客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性,其结果更加科学、合理、客观。(5)全面性。目前,美国工业界已开发出大量相关模型,如战备完好性试验用可用性原型的快速构建(RAPTOR)软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量,而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。(6)经济性。地面试验的成本高昂,而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用,地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。

5.2应用

由于飞机及其保障系统的研发具有明显的阶段性,本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。

(1)在项目的招标和投标阶段,利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书,确定其是否满足项目的指标要求,从而最终选定合适的供应商,从而确定最佳设计质量方案。

(2)在概念设计阶段,利用该模型评价设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。

(3)在详细设计阶段,利用该模型评价详细设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。

(4)在部署/使用阶段,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,找出设计中的模弱环节,提出优化和改进措施,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。

6结论

第2篇:计算机仿真论文范文

研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下,生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。

2仿真技术的研究进展

系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术,利用定量分析来处理临床问题,产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段,这种手段不仅可用于生物制造技术,也可用于其他生物问题。2005年,Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年,Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年,Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来,有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师,尤其是工艺系统工程师来说,免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统,化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年,Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信,以及免疫反应。2006年,Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品,研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见,将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真,需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前,学者启动生理组计划(PhysiomeProject),旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止,该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近,一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库,两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用,这不仅是一个通用手段,而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年,Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年,Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。

3简单系统的建模

2001年,Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的,模型是在对现象总结的基础上,用计算机能够接受的方式反映规律,建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验,因为部分量不可测量,并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展,但仍有许多生物量无法测量,即便能够测量出一些,测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型,该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号,而这些化学信号拉长了内皮细胞,在某些条件下,巨噬细胞在动脉壁上增加了,最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型,首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域(0.4um),这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式,通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响,细胞骨架保持细胞形状,可以使用开尔文体模型研究这个问题,它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统,开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分,这种生化信号会导致Src激酶的活化,Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶(Rac和Rho),而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象,但仍然有一些问题解释不了,例如当涉及体内细胞间的通信时,该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型,这些模型涉及化学和机械领域,可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。

4复杂系统的建模

生命系统具有很强的鲁棒性,生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域,在该薄弱区域模型可能不够准确,需要用模型进行预测,这要求修改模型。在复杂模型中,特别要注意内部参数不能测量的区域,当处理涉及复杂生理问题时,这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A,A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上,一些原料反应生成副产物B。在这个过程中,在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上,A在催化剂C的催化下生成B,B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多,将会产生C催化正反应。如果A加入的很少,将产生D催化逆反应。与此同时,膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液,并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要,因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应,这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高,胰腺产生胰岛素,指示肝脏把葡萄糖转化成糖原,如果血液中的葡萄糖浓度低,胰腺产生胰高血糖素,将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁,并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统,探索该系统需要考虑许多器官间的联系,葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。

1).胰高血糖素受体模型

通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化,受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成,分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。

2).钙模型

模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成,分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。

3).环磷酸腺苷模型

模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成,分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。

4).胰岛素模型

模拟肝脏对于胰岛素的反应,该模型由1个描述糖原合成酶激酶(GSK)活化的微分方程构成。

5).血液模型

模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输,该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。

6).糖原分解模型

模拟控制糖原分解与合成的4个因素,葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型,该模型描述糖原合成酶(Sta,控制糖原合成速率)及糖原磷酸化酶(Pho,控制糖原分解速率)的活性水平。该模型由4个微分方程构成,分别关于糖原磷酸化酶(Pho)、糖原合成酶(Sta)、糖原和细胞内的葡萄糖。

7).胰腺模型

模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成,分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型,需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中,上述的7个模型互相联系,共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。

5完善和应用模型

建立模型以后,需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者,将实验者分成多个小组,分别观察和记录他们的数据,根据这些数据完善和调整模型,甚至改变模型,最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况,为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中,学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法,利用这些设计方法可以达到一些想要的结果,虽然这些设计方法还不成熟,需要进一步完善,但值得借鉴。在生命科学中,要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素,药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中,广泛的使用了计算机辅助过程工程技术,和优化技术寻找最佳解决方案,如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量;使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案;使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝(NAFLD),利用上述方法可以提出一些措施,有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝(NAFLD)。基于模型的方法(例如优化、随机分析、间隔方法)将促进生物学和医学的发展,并且随着生物学和医学的发展,这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型,必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识,单个的研究者常常不具有这两个领域的知识,因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作,例如通过短期或长期项目,建立一个促进合作的机制。

6结论

第3篇:计算机仿真论文范文

1.1宏观仿真(Macro-simulation)

描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较低,主要通过集聚行为来对物流及交通流进行描述,仅仅对车流在路段和节点的流入流出行为进行描述,而对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为等细节行为不进行描述。常见的宏观仿真软件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。

1.2中观仿真(Med-simulation)

能够较高程度的对系统要素及其规律进行描述,以列车或者货车组成的队列为基本单元,在对车流在路段和节点流入流出行为进行描述的同时,能够对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为进行简单的近似描述。常见的中观仿真软件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。

1.3微观仿真(Micro-simulation)

描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较高,对于物流和交通流以单个列车、车辆为基本单位进行描述,对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为能够较为真实地反映。常见的微观仿真软件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。

1.4次微观仿真(Submicroscopic-simulation)

描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度最高。例如:次微观仿真模型在对运输方式切换行为进行描述的同时,还要对车辆承载量的改变对车速的和费用的影响等进行描述。

2公铁联运物流仿真平台建设及关键技术研究

2.1公铁联运物流工程仿真平台的建立

采用先进的物联网及信息技术,以公铁联运物流业务流程管理为核心,集成交通运输工程、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业现场总线通讯技术、分布式数据库技术、实时数据库技术等学科和技术,建立针对公铁联运物流的高连接性、精确性、集成性、动态性、实时性的要求,区别于一般物流概念的学习实验室或演示实验室,建立基于实际工程项目应用为背景的公铁联运物流工程仿真平台。

2.2不同运输环节的无缝连接

采用基于XML的EDI技术协调公铁联运的各个环节,完成两种不同运输环节的无缝衔接,深入研究公铁联运信息的传输效率及跨地区传输,进而实现跨区域的实时信息传输、远程数据分布式和集中式处理的结合以及多个异地局域网连接等。

2.3公铁联运的信息集成服务的研究

通过多目标协同优化方法对公铁联运多式联运的信息集成服务进行研究,达到物流过程中信息的高效共享和业务的协同联动,实现跨区域,跨行业,跨部门的信息共享,充分发挥信息集聚效应,达到降低成本提升效率的目的。

2.4公铁联运物流安全控制与研究

建立基于GIS的公铁联运物流安全监控系统,根据该系统采集的数据以及历史数据,建立预警数据库,对数据信息进行定性和定量分析,作出识别、诊断和决策。

3结束语

第4篇:计算机仿真论文范文

负控系统在电力网络中有两个重要的应用,首先是数据采集节点,通过部署在各个电力网络节点的负控终端来实时的采集电力负荷的运行数据,并且通过中继站上传到负控中心。由于中继站的成本较高,因此在中继站的部署过程中也要通过仿真分析来确定一个优化的部署方案。在中继站的部署过程中要考虑到本区域的电力负荷、地形等因素,以便能够更好的规划部署,消除盲区。在负控系统的规划阶段,可以使用现有的智能算法来确定最优化的方案,在本节剩下的部分中将会根据人工鱼群基本算法提出一个适用于负控系统规划的人工鱼群算法模型。在负控系统中,为了避免负控终端的资源浪费,规划的目标应该是使目标函数达到最大值,因此也就是使人工鱼群向食物浓度较大的方向移动。

1.1参数设定

根据负控系统的特性对参数进行设定,根据指定区域中预先估计的负控中心的规模、中继站的数量负控终端的数量,结合该区域中的用户数量和电力负荷来确定人工鱼群的规模,根据负控系统需要覆盖的区域的大小来确定鱼群的移动范围,根据中继站的覆盖范围和负控终端的覆盖范围来确定鱼群的视野,最后根据指定中继站所管理的负控终端数来确定迭代参数和密度参数。

1.2初始化人工鱼群

根据指定区域中的用电负荷和用户数来生成n个数,为每条人工鱼的初始位置,人工鱼的初始位置要根据指定区域中电力负荷来确定。

1.3执行算法

根据预先设定的参数,使用人工鱼群基本算法对人工鱼群的追尾行为、聚群行为进行模拟,人工鱼根据自己的所在区域中鱼群密度较大而且食物浓度较高的区域移动。如果无法确定移动方向,则根据自己当前位置的食物浓度选择一个比当前浓度高的方向进行移动或者随机移动一步。如果达到最大迭代次数,输出鱼群密度最高的区域,即得到最佳的部署位置。

1.4方案分析

根据算法执行结果来设定负控终端和中继站的部署方案,根据地形等因素适当的进行调整。最后根据指定区域的实际用电数据对方案进行仿真测试,根据测试结果在进行方案的优化和修改。人工鱼群的基本算法提出后,学术界根据不同的需求对该算法模型进行了大量的优化,并且在电力系统中有很多的应用研究,例如齐志华将人工鱼群算法应用于电力控制系统,吴杰对人工鱼群算法在输电网络规划中的应用进行了分析。

2结语

第5篇:计算机仿真论文范文

现代控制理论近年来发展迅速,使得我们对各类控制对象有了更好的理解,能够很好地刻画实际对象中事件驱动的动态过程,提出了离散事件系统,它的动态行为是由一系列随机出现的事件驱动的,而且控制理论界已经给出了很多建模方法和建模工具,如Gracefet图、自动机和Petri网[2,3]。而现有的计算机仿真内容主要是面向连续动态系统,虽然也涉及离散事件系统,但是对离散事件系统建模和仿真方法少有涉猎。离散事件系统的模型大部分来自计算机科学研究领域,现代控制理论和控制工程都离不开计算机,对此类建模工具的了解可以拓宽自动化专业学生的知识结构,提升他们思考和解决计算机控制工程问题的能力。为此,在计算机仿真课程内容中,我们增加了自动机和Petri网的基本概念。考虑到学生缺乏离散数学的基础,我们拟根据实际对象建模需要,结合Matlab中的stateflow工具箱,介绍离散事件系统的建模和仿真方法。具体内容包括:

(1)离散事件系统概念;

(2)自动机模型;

(3)Petri网模型;

(4)离散事件系统的自动机模型的建模方法;

(5)离散事件系统Petri网模型的建模方法;

(6)自动机的仿真模型的设计方法;

(7)Petri网的仿真模型的设计方法。

另外,现实工程领域大多数系统是混杂系统[4],既有连续变化的特征,又有事件驱动的特征,而且连续变量子系统与事件系统之间相互作用相互影响。从20世纪60年代,学界就开始了混杂系统的研究,目前已经取得了丰富的成果,涉及混杂系统的建模、分析、控制、调度和优化等问题。其中,建模和分析方法对自动化专业知识体系的构建非常重要,事件驱动的思想能够让学生将控制理论与实际过程更好地建立联系,因此在计算机仿真课程中,我们增加了对混合自动机和混合Petri网的介绍,并结合实例阐述如何给出混杂系统的数学模型以及仿真模型和仿真程序的设计方法。具体内容包括:

(1)混杂系统概念;

(2)混合自动机;

(3)混合Petri网;

(4)混杂系统的混合自动机建模方法;

(5)混杂系统的混合Petri网建模方法;

(6)混合自动机的仿真模型的设计方法;

(7)混合Petri网的仿真模型的设计方法。

二、计算机仿真实践教学内容改革

计算机仿真是一门实践性很强的课程,利用代码将实际对象虚拟到计算机中,这就要求自动化专业的学生不仅要掌握知识概念,还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。如果实验课内容设计合理,可以很好地锻炼学生解决实际问题的能力。鉴于自动控制原理大量内容属于动态系统的分析方法,而仿真是分析系统不可或缺的手段,仿真实践课程可以巩固控制原理的抽象的知识。如何设计仿真课程的实验项目对自动化专业的计算机仿真课程非常重要,围绕自动化专业课程体系,我们拟设定如下实验项目:

(1)二阶电路的C程序仿真实验;

(2)单容水箱的C程序仿真实验;

(3)电机拖动控制系统的C程序仿真实验;

(4)一阶倒立摆的C程序仿真实验;

(5)立体仓库系统的自动机模型仿真实验;

(6)立体仓库系统的Petri网模型仿真实验;

(7)Bang-bang控制液位系统的混杂自动机、Petri网模型的仿真实验;

(8)反应釜复杂控制系统的Matlab仿真。

三、结束语

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