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《华中科技大学》 2011年
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基于元模型的工程系统仿真建模方法及应用研究

张楚贤  
【摘要】:目前仿真技术和建模方法已经有了一定的研究,但针对工程系统,其仿真和建模方法的研究集中于对特定的工程系统的建模与仿真,缺乏对建模过程的理论基础和规范的建模过程方法论的研究。且由于工程系统的复杂程度,建模工作量大,模型维护和修改困难,进一步限制了仿真方法在工程系统中的应用。本文针对这种情况,提出基于三种元模型的工程系统进行建模方法及其理论基础。 作为工程模型,无论其复杂程度如何,都可以分解为三个部分,即逻辑部分,物理部分和控制决策部分。这三个部分具有不同的特点,具有一定的层次关系,且互相作用形成工程系统。本文提出的建模仿真框架基于工程系统的这种结构,采用三种元模型,即任务模型、实体模型和控制模型分别对工程系统的三个部分进行建模,反映系统的不同侧面。在不同的建模中,根据建模对象的特点,分别采用不同的策略进行建模。并且三种元模型互相作用,形成工程系统的完整仿真框架。任务元模型面向设计和建模初期的任务规划过程,是工程系统中逻辑部分在仿真模型中的映射。通过面向实际工程技术人员的分解技术,逐层对整个工程任务进行细化,每一层面向相应的实际工程管理设计人员,分解到最后一层,得到面向工程实施技术人员的基本任务集;然后利用有向图作为分析工具,建立每个层次的任务逻辑图,表征任务之间的逻辑依赖关系,并利用有向图的邻接矩阵和依赖矩阵对任务关系进行分析,寻找产生死锁的任务集,对基本任务集进行逻辑关系上的层次划分处理,得到整个任务系统的逻辑结构。它是进一步进行任务详细分析与设计建模的基础 实体元模型是整个仿真系统的基础,是工程系统中物理部分在仿真模型中的应用。物理部分在工程中表现出明显的混合特征,即同时具有离散系统和连续系统的特征,因此采用混合系统理论来分析和建模工程实体。本文提出采用两种模型:对象模型以及状态模型,前者用于描述模型的数据以及数据之间的关系,是系统的静态结构,而后者用于描述系统的状态以及状态之间的变迁,是系统的动态模型。本文推导了相应的数学描述形式,并在此基础上建立了混合系统的对象模型,建立了以混合自动机表达的状态模型。 控制元模型是实际工程系统控制决策部分在仿真系统中的映射。本文建立了控制单元模型及其形式表达。提出分三步对控制过程进行建模:将实际工程步表达为协作图;将实际工程步转换为序列图;引入控制单元,将实际工程步序列图转换为仿真系统序列图。并对控制元模型进行面向工程步和面向任务的模块化,以减少建模的复杂程度和工作量。控制元模型在仿真系统中属于承上启下的位置,通过建立控制模型,连接宏观的任务模型与微观的实体模型,可以得到工程系统完整的系统模型。 本文展示了一个大型激光工程装置的建模和仿真过程。验证了本文提出的建模和仿真方法。通过仿真的运行,在设计阶段进行结构方案的比对,在建造阶段进行建造方案的验证和优化,在运行阶段对运行状态进行仿真。在不同的阶段,均对实际激光工程装置的设计和建造起到了指导和优化的作用,节省了大量的时间和人力物力,取得了良好的效果。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.9

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王志坚,蔡自兴,陈松乔;运用IDEF方法进行CIMS设计[J];电脑与信息技术;1998年02期
2 于景元,周晓纪;综合集成方法与总体设计部[J];复杂系统与复杂性科学;2004年01期
3 王正中;经济系统预期行为的建模与仿真研究[J];复杂系统与复杂性科学;2004年02期
4 张健;复杂性科学几个新兴的应用研究方向[J];复杂系统与复杂性科学;2004年03期
5 戴汝为,李耀东;基于综合集成的研讨厅体系与系统复杂性[J];复杂系统与复杂性科学;2004年04期
6 金士尧,李宏亮,党岗,王召福,刘晓建;复杂系统计算机仿真的研究与设计[J];中国工程科学;2002年04期
7 周水银,陈荣秋;基于多agent的供应链研究[J];工业工程与管理;2001年06期
8 王随平;面向Agent的复杂软件系统分析[J];湖南工业职业技术学院学报;2001年02期
9 张洁,刘世平,汪宇,李培根;基于多Agent车间控制系统的框架[J];华中科技大学学报;2001年11期
10 陈军安,黄金国;基于多Agent技术的物流管理系统模型研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 邓宏钟;基于多智能体的整体建模仿真方法及其应用研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 郑锋;混合型生产过程建模与调度优化[D];西北工业大学;2003年
3 廖守亿;复杂系统基于Agent的建模与仿真方法研究及应用[D];国防科学技术大学;2005年
4 熊友军;基于增强现实的遥操作关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张润梅,龚剑,章曙光;机器人足球赛相关技术研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年02期
2 邓群钊;贾仁安;梁英培;;多层次多轮实地群决策法及其应用[J];安徽农业科学;2006年08期
3 杨朗;陈恩海;黄立飞;;系统科学在害虫管理中的应用[J];安徽农业科学;2009年21期
4 侯文英;李文卓;;农产品物流系统解释结构模型的构建[J];安徽农业科学;2012年02期
5 王俊;;以党内和谐促进校园和谐[J];安徽工业大学学报(社会科学版);2009年05期
6 周琳琳;贾春华;;基于复杂系统理论的桂枝汤双向调节宏观作用的微观考察[J];安徽中医学院学报;2010年04期
7 徐涛;张学东;;一种基于Mobile Agent的分布式主动防火墙体系结构[J];鞍山科技大学学报;2006年01期
8 杨顺顺;栾胜基;;农村环境多主体仿真系统建构——农户模型在农村环境管理中的应用[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2009年03期
9 宋波,叶文虎;从增长和稳定的角度重新认识可持续发展的内涵[J];北京大学学报(哲学社会科学版);2004年04期
10 戴汝为;“人机结合”的大成智慧[J];北方工业大学学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴庆洲;;迎接中国城市营建史研究之春天[A];《营造》第五辑——第五届中国建筑史学国际研讨会会议论文集(上)[C];2010年
2 邓方;陈杰;陈文颉;朱琳;;元胞自动机及其在兵力推演中的建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 王春生;吴敏;曹卫华;;基于集成预测模型与专家推理策略的铅锌烧结配料优化方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 潘登;郑应平;张传升;;基于MAS的铁路移动闭塞系统列车运行智能控制研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 潘长鹏;张立民;陈洁;;基于Agent的智能反舰导弹协同攻击仿真中的通讯机制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
6 魏红英;黄石旺;;混沌理论的前沿性及其对公共行政的贡献[A];地方政府发展研究(第三辑)[C];2008年
7 王正中;;基于演化的复杂系统建模与仿真研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
8 赵德勇;刘建国;;基于复杂性科学的综合集成研讨厅研究现状与发展[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 段家庆;黄元亮;王雷;陈宗海;;《定性仿真中摆动变量的研究》的一个注记[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
10 朱乃波;;定性仿真在科技评价体系中的应用初探[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘心;基于Petri网的FMS建模及故障诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 黄希发;大型场馆人员疏散仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王劲松;复杂系统脆性理论及其在电力系统风险分析中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 丁宝成;煤矿安全预警模型及应用研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 何建民;面向网络社区聆听客户声音方法研究[D];合肥工业大学;2010年
9 石云龙;基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真[D];中国地质大学(北京);2010年
10 刘天印;基于系统模拟的高校教师工作压力研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭利章;汶川地震重灾区农村灾后恢复重建研究[D];华中农业大学;2010年
2 李雪连;基于系统动力学的安全经济决策建模与仿真研究[D];山东科技大学;2010年
3 张静;协同产品开发过程规划方法研究[D];山东科技大学;2010年
4 杨列坤;基于运动控制的虚拟样机技术的研究[D];山东科技大学;2010年
5 谢娟;《钱学森书信》的哲学价值[D];广西师范学院;2010年
6 申红田;基于涌现理论的高层建筑集群空间模式研究[D];郑州大学;2010年
7 王建勋;4200立辊轧机主传动系统扭振研究[D];郑州大学;2010年
8 董广宇;基于HLA船舶仿真系统设计和时间管理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 尹继超;机器人遥操作中关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 武晶;舰船补给物资调运仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 向开恒,肖业伦;卫星星座的系统仿真研究[J];北京航空航天大学学报;1999年06期
2 王飞,杨湘龙,冯允成;虚拟现实仿真技术及在飞机装配中的应用[J];北京航空航天大学学报;2001年02期
3 任爱华,金茂忠;基于OOPN的实时软件开发方法与环境的研究[J];北京航空航天大学学报;2001年04期
4 陶伟,麦中凡;企业信息系统领域的软件建筑模型[J];北京航空航天大学学报;1998年04期
5 唐发根,姚淑珍,邓焰群;对象 Petri 网模型的并发软件仿真技术的研究[J];北京航空航天大学学报;1998年04期
6 任爱华,牛锦中,张永鸣;一种基于面向对象 Petri 网的并发程序建模方法[J];北京航空航天大学学报;1998年04期
7 陈靖,王涌天,施琦,闫达远;增强现实系统的动态注册[J];北京理工大学学报;2001年05期
8 郭科,胥泽银;遗传神经网络算法改进研究[J];成都理工学院学报;1998年04期
9 刘琼,杨红杰,汪永琳;Agent与基于Agent系统[J];常德师范学院学报(自然科学版);2000年01期
10 张乃禄,王树青,张水利,郭晖;稀有金属管材真空退火炉微机控制系统的研制[J];稀有金属材料与工程;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李宏亮;基于Agent的复杂系统分布仿真[D];国防科学技术大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭丽;李子阳;;随机控制方法在工程中的应用[J];自动化技术与应用;2007年07期
2 欧阳禾嘉;;数字滤波技术在工程测试系统中的应用研究[J];微计算机信息;2008年12期
3 余文;齿轮加工的计算机辅助工程系统——TOJICAE通过技术鉴定[J];同济大学学报(自然科学版);1985年04期
4 徐松森;;视听工程系统概述[J];实用无线电;1997年01期
5 任苙萍;;看好安全在存储的应用 Spansion布建全球工程系统[J];电子与电脑;2006年09期
6 林晓春;张洪进;张旺珍;;“军卫一号”工程系统数据库中“锁”的处理[J];医疗卫生装备;2008年06期
7 易金根,黄桂林,杨建平;建设农业工程系统“信息高速公路”的探讨[J];农业工程学报;1998年01期
8 韩锡桐;可靠性工程在工程系统开发阶段的基本任务[J];国防科技大学学报;1981年02期
9 唐天兵;韦凌云;韦日钰;;基于PVM的工程系统二层优化设计[J];兰州理工大学学报;2007年02期
10 刘铁华;KANGA计算机辅助软件工程系统[J];微电子学与计算机;1989年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;藉由有效的工程管理程序来迎接市场的挑战[A];2007中国高端SMT学术会议论文集[C];2007年
2 余晓钟;任军;;工程系统功能结构分析与评价[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第4卷)[C];1997年
3 孙朝阳;高国安;;工程系统总体设计方案的可制造性评价系统框架[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
4 朱晓峰;王成焘;;基于Internet的计算机辅助骨科临床工程系统[A];21世纪医学工程学术研讨会论文摘要汇编[C];2001年
5 王光远;张淑华;顾平;;论工程系统的全局优化[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
6 ;双循环真空管集热器及其太阳能热水工程系统[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
7 黄正荣;;工程系统及环境的不确定性与工程风险控制[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 谭连生;;奇异系统的输出稳定化[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
9 胡长忠;王克兰;陈磊;;工业工程系统在PCB企业中的推广应用[A];第三届全国青年印制电路学术年会论文汇编[C];2006年
10 张桥;;工程系统协同仿真技术发展方向初探[A];中国航空学会液压气动专业2005年学术讨论会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 王忠良 记者 赵剑波;美国查特常州建基地[N];中华工商时报;2005年
2 通讯员 侯彦彬;林西县引进节水灌溉工程新技术造福于民[N];赤峰日报;2007年
3 仲启宣;中国中材股份有限公司在京成立[N];中国建材报;2007年
4 记者 宁彬;石油工程板块要形成合力做强做大[N];中国石化报;2008年
5 特约记者 白方;武钢产销资讯系统二期工程设备投产[N];现代物流报;2005年
6 贾海峰;整合旗下地产业务 中铁集团酝酿整体上市[N];21世纪经济报道;2007年
7 林英;金土工程系统建设成效明显[N];光明日报;2007年
8 记者 张辉;内蒙古邮储工程通过终验[N];中国邮政报;2003年
9 柏银山;白银供电公司积极应对330千伏东台送变电工程系统接入[N];白银日报;2006年
10 记者 施友谊;三峡电首次安全输送上海[N];三峡日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张楚贤;基于元模型的工程系统仿真建模方法及应用研究[D];华中科技大学;2011年
2 周凡利;工程系统多领域统一模型编译映射与仿真求解研究[D];华中科技大学;2011年
3 崔焕勇;复杂形状实体反求工程关键技术研究[D];山东大学;2006年
4 朱根松;基于特征建模的反求工程系统关键技术研究[D];南昌大学;2009年
5 马淑梅;面向产品快速开发的集成逆向工程若干关键技术研究[D];同济大学;2006年
6 周天祥;逆向工程中数据分片及模型重建研究[D];浙江大学;2008年
7 张鹏;一种基于液面的产品截面轮廓逆向工程系统的研究[D];重庆大学;2005年
8 徐德刚;基于复杂网络理论的复杂系统同步控制研究[D];浙江大学;2007年
9 郑海中;地质工程项目风险管理研究及应用[D];中南大学;2008年
10 周红;基于生态学的大型公共工程可持续能力研究[D];东南大学;2006年
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1 严雯琦;工业企业中知识工程系统的研究和实现[D];苏州大学;2010年
2 孙鸿玲;抗震结构与系统的全寿命全局优化[D];西南石油学院;2003年
3 向存祥;CSWA公司飞机维修工程系统实施过程研究[D];四川大学;2003年
4 黄静;从ERP到AMES——论西南航空公司飞机维修工程系统的实施[D];电子科技大学;2003年
5 陈华;中国西南航空公司飞机维修工程系统项目实施方法[D];电子科技大学;2003年
6 魏宏艳;工程系统设计指标的最优分配方法研究[D];西北工业大学;2006年
7 于梅;一种可转移的重组工程系统pYM-Red的建立及研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
8 张浩然;面向虚拟团队的CITIS工程系统的构建与应用研究[D];天津大学;2007年
9 王静;建筑金属结构产品计算机辅助工程系统的研究与开发[D];重庆大学;2002年
10 潘昱昱;协整理论在工程系统状态监测与故障诊断中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
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