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仿真建模技术在新型舰炮武器系统试验中的应用

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计算机仿真

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仿真建模技术在新型舰炮武器系统试验中的应用

程健庆

(中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,!!!""’)

摘要:该文阐述了仿真试验技术在作战系统和武器系统研制中的重要性以及国内外发展现状,简要介绍了一个用于新型舰炮武器系统试验的仿真系统的用途、组成和功能等主要概况,重点介绍了仿真建模技术在新型舰炮武器系统试验中的应用情况,最后分析了其应用前景。

关键词:新型舰炮武器系统;仿真试验;数学模型中图分类号:,-&((.(

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引言

当今研制和装备一个新作战系统和武器系统,没有仿真

是不可想象的。仿真技术在试验和鉴定中越来越明显的重要性,使许多国家,包括我国均在大力发展仿真试验技术。

美国非常重视仿真试验技术的发展,而且发展得很快。美国对多型主要水面舰艇分别建立了作战系统陆上试验站。采用了大量仿真技术,动用了大量的仿真设备,包括:各种雷达模拟器、声纳模拟器、舰艇运动参数模拟器、导弹模拟器和火炮模拟器等。试验过程中战术环境主要是用仿真的方法产生的,同时,也进行了少量的实航试验,以验证仿真的有效性。荷兰海军也曾为了分析和试验舰艇防御的性能,将仿真模型用于“守门员”近程反导舰炮武器系统的研制和试验中。英国也为其几型主要舰艇作战系统和武器系统研制了仿真设备,它们都在试验和训练中起到了积极作用。

近年来,我国也越来越重视仿真试验技术,仿真技术应用在作战系统和武器系统研制阶段的实例非常之多,它们都对发现作战系统和武器系统设计问题起到了关键作用。而在系统验收和鉴定阶段的应用则较少,与其它国家相比仿真试验技术在鉴定试验中的应用尚有较大差距。

由小口径速射火炮为主要武器组成的新型舰炮武器系统,可有效弥补水面舰艇其它武器系统在近距离内的拦截死区,已成为水面舰艇在执行近程反导任务的最后一道防线。由于新型舰炮武器系统具备了搜索跟踪传感器要具有的较高的探测跟踪能力、系统具有较高的精度、火炮具有较高的发射率以及弹丸具有较好的终点效应等特点,而且系统具有较高的费效比,因此世界各国都在大力发展这种新型舰炮武器系统。据统计,在六十年代后期的三十多年时间里,世界各国研制的新型舰炮武器系统已达近二十种,已装舰服役的有十多种,成为舰炮发展史上发展最快的时期。

为了适应现代化战争的需要,我国也在发展这种新型舰炮武器系统,它具有自备式、快速反应、高射速及高精度等突出特点。在此类系统研制中应用了大量的高新技术,为了使

系统及早暴露研制中存在的技术问题,避免在使用中出现重大的问题,必须研制试验所配套的试验仿真系统,使系统在仿真环境下进行较为充分的试验和验证,为系统研制、定型提供仿真、测试和系统评定的手段。

本文旨在介绍仿真建模技术在新型舰炮武器系统试验中的应用情况,并分析其应用前景。

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新型舰炮武器试验仿真系统概况

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系统用途

作为仿真系统可为新型舰炮武器系统进行鉴定、定型试

验提供仿真、测试手段,给出真实可信的测试结果,支持新型舰炮武器系统的各种试验。该仿真系统采用模块化设计思想,针对不同的被试对象和试验内容,采用不同的功能模块组合就可以完成试验任务。经适应性改造后,可广泛适用于各种舰炮武器系统在靶场、试验基地进行鉴定、定型试验。"."

系统组成

试验仿真系统由主仿真计算机及网络系统、弹道仿真计算机、三单元显控台、搜索雷达模拟器、光电跟踪仪模拟器、跟踪雷达模拟器、网络接口机柜、综合显示系统、输入0输出接线适配装置等组成,其组成框图如图%

所示。

图!新型舰炮武器试验仿真系统组成框图

".#系统功能!.(.%

仿真功能

%)多目标战术环境仿真

仿真生成多目标战术环境,并以视频0中频形式驱动搜

)+—万方数据

流程工业综合自动化系统的仿真技术及其应用

流程工业综合自动化系统的仿真技术及其应用 作者:章建栋,冯毅萍,荣冈来源:互联网2010-06-29 0人 分享此文 分析了该集成仿真技术面临的关键问题,包括多分辨率建模技术,分布式集成仿真技术标准和集成仿真平台,以及可视化仿真技术等,最后探讨了仿真技术未来的发展方向。 0 引言 面对全球激烈的商业竞争,流程工业企业纷纷通过提高产品质量、降低运营成本和缩短交货期等手段来提升自己的竞争力。在这个过程中,计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)受到高度重视,不少学术机构对此进行了研究,并提出了不同的CIMS体系结构,比较典型的有:欧共体EsPRIT的计算机集成制造开放系统体系结构(Computer Integrated Manufacturing Open System Archltecture,CIM-OSA)、普渡大学的普渡企业参考体系结构(Purdue Enterprise Reference Archltecture,PERA),以及美国先进制造研究中心(Advanced Manufacturing Research,AMR)的企业资源规划(Enterprise Resource Planning,ERP)/制造执行系统(Manufacturing Executive System,MES)/过程控制系统(Process Control system,PCS)三层企业集成体系结构(如图1)。其中,AMR的三层企业集成体系结构已成为当今西方先进工业国家流程工业综合自动化系统理论和产品的主流框架,并在实际应用中取得了显著的效益。 在ERP/MES/PCS三层企业集成体系结构中,PCS层通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic controllcr,PLC)、集散控制系统(Dlstributed Control system,DCS)或现场总线控制系统,负责对生产设备进行自动控制,对生产过程实时监控;MES层通过生产调度、生产统计、成本控制、物料平衡和能源管理等应用系统来组织生产,并对PCS 层和ERP层的信息进行采集、传递和加工处理;ERP层主要根据企业的人、财、物的总结状况和产、供、销各环节的信息,对生产进行合理有效的计划和组织,使生产经营协调有序进行,并对企业战略计划进行决策。在对上述各层次应用的研究中,仿真技术发挥了巨大的 作用。 事实上,随着现代流程工业日趋大型化、复杂化和自动化,系统的模型化与仿真已成为过程系统工程领域的重要研究内容,并成为进行设备参数设定、控制系统设计、生产预测分析、决策支持优化,以及员工培训等活动不可或缺的一门技术,而计算机技术的不断发展,更是推动了仿真技术的广泛应用。现在,企业迫切需要通过仿真技术来提高自身的竞争能力,能否有效应用仿真,将成为决定企业成败的关键因素之一。 从AMR对各层次的定义可以看出,每一层的研究对象有着很大的差异,PCS层关注生产设备,MES层着眼于生产过程,而ERP则考虑制造企业的整个产供销过程。这造成了不同层次的应用研究对仿真的需求各不相同,并使得仿真技术在不同层次的表现形式也有所差别。本文以ERP/MES/PCS三层企业集成体系结构为基础,对典型的流程工业企业——石化生产企业在这三个层次中的仿真应用,以及ERP/MES/PCS一层集成仿真技术进行总结和综述,指出流程r业仿真应用的发展方向。 1 过程控制系统层中的仿真

建模与仿真

第1章建模与仿真的基本概念 参照P8例子,列举一个你相对熟悉的简单实际系统为例,采用非形式描述出来。 第2章建模方法论 1、什么是数学建模形式化的表示?试列举一例说明形式化表示与非形式化表示的区别。 模型的非形式描述是说明实际系统的本质,但不是详尽描述。是对模型进行深入研究的基础。主要由模型的实体、包括参变量的描述变量、实体间的相互关系及有必要阐述的假设组成。模型的非形式描述主要说明实体、描述变量、实体间的相互关系及假设等。 例子:环形罗宾服务模型的非形式描述: 实体 CPU,USR1,…,USR5 描述变量 CPU:Who,Now(现在是谁)----范围{1,2,…,5}; Who.Now=i表示USRi由CPU服务。 USR:Completion.State(完成情况)----范围[0,1];它表示USR完成整个程序任务的比例。参变量 X-----范围[0,1];它表示USRi每次完成程序的比率。 i 实体相互关系 (1)CPU 以固定速度依次为用户服务,即Who.Now为1,2,3,4,5,1,2…..循环运行。 X工作。假设:CPU对USR的服务时间固定,不(2)当Who.Now=I,CPU完成USRi余下的 i X决定。 依赖于USR的程序;USRi的进程是由各自的参变量 i 2、何谓“黑盒”“白盒”“灰盒”系统? “黑盒”系统是指系统内部结构和特性不清楚的系统。对于“黑盒”系统,如果允许直接进行实验测量并通过实验对假设模型加以验证和修正。对属于黑盒但又不允许直接实验观测的系统,则采用数据收集和统计归纳的方法来假设模型。 对于内部结构和特性清楚的系统,即白盒系统,可以利用已知的一些基本定律,经过分析和演绎导出系统模型。 3、模型有效性和模型可信性相同吗?有何不同? 模型的有效性可用实际系统数据和模型产生的数据之间的符合程度来度量。它分三个不同级别的模型有效:复制有效、预测有效和结构有效。不同级别的模型有效,存在不同的行为水平、状态结构水平和分解结构水平的系统描述。 模型的可信度指模型的真实程度。一个模型的可信度可分为: 在行为水平上的可信性,即模型是否重现真实系统的行为。 在状态结构水平上可信性,即模型能否与真实系统在状态上互相对应,通过这样的模型可以对未来的行为进行唯一的预测。 在分解结构水平上的可信性,即模型能否表示出真实系统内部的工作情况,而且是惟一表示出来。 不论对于哪一个可信性水平,可信性的考虑贯穿在整个建模阶段及以后各阶段,必须考虑以下几个方面: 1在演绎中的可信性。2在归纳中的可信性。3在目的方面的可信性。 4、基于计算机建模方法论与一般建模方法论有何不同?(P32) 经典的建模与仿真的主要研究思路,首先界定研究对象-实际系统的边界和建模目标,利用已有的数学建模工具和成果,建立相应的数学模型,并用计算装置进行仿真。这种经典的建

计算机仿真技术及其应用_张锋

本栏目责任编辑:李桂瑾人工智能及识别技术 1引言 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,计算机仿真技术和虚拟现实仿真在各行各业得到了广泛应用,使用计算机进行仿真的研究和应用也是如火如荼。计算机仿真[1](ComputerSimulation)又称计算机模拟[2](ComputerAnalogy),它是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法,是系统仿真[3]的一个重要分支。系统仿真就是建立系统的模型,并在模型上进行实验的过程。系统仿真技术实质上就是建立仿真模型并进行仿真实验的技术。因此,通俗的说,计算机仿真就是指在实体尚不存在、或者不易在实体上进行实验的情况下,对考察对象进行建模,然后通过计算机编程考察对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况,达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。 本文主要在介绍计算机仿真技术的基础上,谈谈计算机仿真技术的应用。 2计算机仿真技术 计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。它具有经济、可靠、实用、安全、灵活、可多次重复使用的优点,已经成为对许多复杂系统(工程的、非工程的)进行分析、设计、试验、评估的必不可少的手段。它是以数学理论为基础,以计算机和各种物理设施为设备工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术。 2.1计算机仿真的发展 计算机仿真技术主要是随着计算机技术、计算技术、图形图像技术、复杂系统建模技术和专业建模技术的发展而发展的。从历史上看,计算机仿真大致经历了四个发展阶段: (1)模型试验。最原始的仿真思想,其模型试验是基于物理模型进行的,缺乏柔性和精度。 (2)数字化仿真。采用计算机进行分析计算,但是计算结果表达局限于记录文件和图表上,缺乏直观形象。 (3)图像化仿真。大量采用丰富的图形图像技术来表达仿真结果,如三维图形。 (4)虚拟现实技术。不光采用三维图形技术表达计算结果,而 且采用特殊装置,如戴上三维数据头盔,触摸仪器等,使人有身临其境的效果。 2.2计算机仿真的步骤及技术核心一般计算机仿真的步骤为: (1)建立数据模型。建立数据模型主要是通过演绎法、 归纳法、综合集成法等分析方法,建立一个特定对象的有限边界的数学模型。要建立好数学模型,通常要考虑到特定对象仿真研究的预定目标和边界、先验知识(包括已被验证的定理、定律、理论和模型)、观测数据、特定领域专家的经验等因素。 (2)数学模型的实现,也称的数据模型的程序化。数学模型的实现包括两个方面的内容,即设计仿真算法及编制仿真程序。传统的模型程序化活动是一个十分繁琐和复杂的工作。由于大量算法的研究成果及软件技术的进步,目前对于某些特定领域,已能提供面向对象、可交互操作、具有自动编程能力和算法库的商品化产品,如:CSSL、CSMP、ACSL、SLMCRIPT、GPSS、SIMULA、SLAM、GASP、DYNAMO等。 (3)仿真实验。仿真实验(包括分析)是系统仿真另一个十分重要的活动,它主要是按照预先设置的实验方案来运行仿真模型,得到一系列的仿真结果。 目前,计算机仿真计算的关键技术主要包括: (1)面向对象的仿真[4](object-OrientedSimulation-OOS)。 其主要是将整个系统的功能设计和实现归属为对对象的操作及对象信息的彼此综合利用来实现,对象间信息的传送引起了系统的活动。 (2)分布交互仿真(DistributedInteractiveSimulation-DIS)。主要是通过计算机网络将分散在各地的仿真设备互连,构成时间与空间互相耦合的虚拟仿真环境。 (3)智能仿真(IntelligenceSimulation-IS)。主要是以知识为核心和人类思维行为作背景的智能技术,引入整个建模与仿真过程,构造各处基本知识的开发途径。是人工智能(如专家系统、知识工程、模式识别、神经网络等)与仿真技术(如仿真模型、仿真算法、仿真语言、仿真软件等)的集成化。(下转第238页) 收稿日期:2007-09-10 作者简介:张峰(1968-),男,甘肃省庆阳市人,上海铁道学院,工程师,研究方向:计算机应用。 计算机仿真技术及其应用 张锋 (烟台市芝罘区经济信息中心,山东烟台264000) 摘要:近年来,随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,系统科学研究的深入,计算机仿真技术已经发展成为一门新的学 科。信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到了迅速发展。 计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。本文主要在介绍计算机仿真技术的发展、计算机仿真的仿真步骤以及仿真的核心技术的基础上谈谈计算机仿真技术的应用。 关键词:计算机仿真技术;仿真步骤;仿真应用中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)19-40233-01 ComputerSimulationTechnologyandItsApplications ZHANGFeng (YantaiZhifuEconomicInformationCenter,Yantai264000,China) Abstract:Inrecentyears,withcontroltheory,technology,computerscienceandtechnologydevelopment,thesystemofin-depthscientificresearch,computersimulationtechnologyhasbecomeanewdiscipline.Therapiddevelopmentofinformationprocessingtechnology,butalsomakessimulationtechnologyforfastdevelopment.Computersimulationtechnologyisanalyzedandstudiedthesystem'soperation,revealedthedynamicmovementoftheprocessandanimportantmeansandmethods.Thispaperintroducedcomputersimulationtechnologyinthedevelop-mentofcomputersimulationandthesimulationstepsimulationofthecoretechnologyonthebasisofcomputersimulationtechnologyapplica-tions. Keywords:ComputerSimulationTechnology;SimulationSteps;SimulationApplication 233

美国海军试验电磁炮

极速猎杀-美国海军试验电磁炮 2012-03-05 21:24:12| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅 美国海军此次测试的电磁炮 此前,美国海军开始对其电磁炮样炮进行测试,这标志着美国海军在电磁炮的研制中取得重大进展, 为最终实用打下了基础。 此次测试的地点是在测试地点是在位于弗吉尼亚州达尔格仑的美国海军水面战分部,测试从低能量状态开始,将持续一个月,射程50-100公里之间,按照原计划,全状态的电磁炮将会在2017年配备美国海军,它的服役将会大大提高美国海军的对地打击能力。

美国电磁炮发展规划 我们知道传统火炮是利用火炮是利用火药燃气压力等能源抛射弹丸,随着射程的增加,对于火药压力的增加也直线上升,目前受限于技术手段,常规火药能量的增加已经达到极限,因此传统火炮的射程一直徘徊不前,这样人们为了达到提高火炮射程的目标,开始寻找新的弹丸发射手段,其中电磁炮就是其中的一个,它的原理实际上非常简单;根据法拉弟电磁感应原理,位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,同时,如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动,导线上也会产生电流,电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力,来抛射炮弹的,各国发展电磁炮的设想实际上非常早了,早在19世纪就有人提出利用电磁力发射炮弹设想,在20世纪初,电磁炮的原型被正式提出,在两次世纪大战的时候,各国都对电磁炮进行了探索,但是受限于当时的技术条件,并没有达到实用化的标准,战后美苏等国继续研制电磁炮,并且在关键的大功率电源系统、电容器等技术研究中取得了较大的进展,这些都为电磁炮的最终实用打下了 坚实的基础。 电磁炮(轨道炮)的原型图 电磁炮按照原理可分为线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮等,考虑到结构及难度等问题,目前各国发展的重点主要集中在轨道炮,它的结构非常简单,两条平行的长直导轨组成,导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸.当两轨接入电源时,强大的电流从一导轨流入,经滑块从另一导轨流回时,在两导轨平面间产生强磁场,通电流的滑块在安培力的作用下,弹丸会以很大的速度射出,这就是轨道炮的发射原理.与常规火炮相比,它的优点是对于弹丸作用时间长,因此炮口动能大,根据相关资料电磁炮的炮口动能可以达60焦耳,相比较之下,采用高能发射药的美国MK45型127毫米火炮,其炮口动能只有10兆焦耳,相当于电磁炮的1/6,即使最新型的先进舰炮系统-AGS,它的炮口动能也只有30兆焦耳,这样电磁炮的炮口速度、射程都大大优于普通火炮,另外弹丸的飞行速度也远远高于后者,这样它的威力就高于后者,特别是可以拦截速度较快的目标,如弹道导弹,另外在攻击地面目标的时候,它的穿透能力也更强。另外弹丸受力比较均匀,因此飞行比较稳定,命中精度较高,还有就是后座力较小,并且没有火药工作时产生的烟雾,对于周围环境的影响较小,不容易暴露自己的位置,隐蔽性能好,这点对于战舰来说特别重要,

液压机械系统建模仿真软件AMESim及其应用

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液压仿真软件AMESim及其应用 在现代工业中,随着对液压机械设备的性能要求以及机电液一体化程度的不断提高,对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求,传统的以完成设备工作循环和满足静态特性为目的的液压系统设计方法已不能适应现代产品的设计和性能要求。如果要对液压机械系统进行动态特性分析和采用动态设计方法,就需要运用计算机仿真技术,它是利用计算机技术研究液压机械系统动态特性的一种新方法。计算机仿真技术不仅可以在设计中预测系统性能,缩短设计周期,降低成本,还可以通过仿真对所涉及的系统进行整体分析和评估,从而达到优化设计,提高系统稳定性及可靠性的目的。 仿真首要任务就是建立数学模型,重点和难点也是进行建模,然后才可能进行计算机仿真研究,而建模是一件相当复杂的工作。目前常用的建模方法有传递函数法、状态空间法、功率键合图法等。模型建立的好坏直接关系到仿真的结果,不恰当的模型有可能得出相反的结论。目前

绝大多数软件采用状态方程建模,这些对一般的液压工作者来说,要求较高,有相当的难度。 1建模仿真软件——AMESim 基于建模过程的复杂性以及给仿真研究带来的不便,近几年来国外尤其是欧洲陆续研制出一些更为实用的液压机械仿真软件,并获得了成功的应用。AMESim就是其中杰出的代表。它是法国IMAGINE公司于1995年推出基于键合图的液压/机械系统建模仿真及动力学分析软件。它由一系列软件构成,其中包括AMESim、AMESet、A MECustom和AMERun。这4部分有其各自的用途和特性。 (1)AMESim——图形化工程系统建模、仿真和动态性能分析工具 AMESim是一个图形化的开发环境,用于工程系统建模、仿真和动态性能分析。使用者完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统,所有的模型都经过严格的测试和实验验证。AMESim不仅可以令使用者迅速达到建模仿真的最终目标,而且还可以分析和优化设计。A MESim使得工程师从繁琐的数学建模中解放出

现代仿真技术的应用及其发展

东华理工大学信息工程学院 课程论文 课程:计算机仿真技术基础 题目:仿真技术的应用与发展 学生姓名: 学号: 班级:10204102 专业:计算机科学与技术 指导教师:谢小林 二零一三年六月四日

摘要 作为信息技术核心的计算机技术自其诞生之日起经历了60多年的发展,已广泛应用于国民经济和社会生活中。并与仿真技术相结合,形成了计算机仿真技术这一新的研究方法。计算机仿真作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法, 随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。近年来, 随着信息处理技术的突飞猛进, 使仿真技术得到迅速发展。 本文系统全面地介绍了计算机仿真技术,阐述了计算机仿真技术的概念、原理、优点,简要介绍了计算机仿真技术的发展历程,文章最后重点探讨了现代仿真技术的研究热点,即计算机仿真技术在社会各个领域中的应用:面向对象仿真、定性仿真、智能仿真、分布交互仿真、可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真等。 关键词:计算机仿真、发展、应用、模拟

目录 摘要 (2) 第一章前言 (4) 第二章计算机仿真技术概述 (4) 2.1计算机仿真技术简介 (4) 2.2计算机仿真技术原理 (5) 2.2.1模型的建立 (6) 2.2.2模型的转换 (6) 2.2.3模型的仿真实验 (6) 第三章计算机仿真技术发展 (6) 3.1发展趋势 (7) 3.2 现代仿真技术 (8) 3.3计算机仿真技术发展方向 (10) 3.3.1.网络化仿真 (10) 3.3.2.虚拟制造技术 (10) 第四章计算机仿真技术的应用 (11) 4.1.交通领域 (11) 4.2.制造领域 (11) 4.3.教育领域 (12) 结语 (13) 参考文献 (14)

先进舰炮系统

先进舰炮系统 先进舰炮系统(英语:Advanced Gun System, AGS)是由英国BAE系统公司主导研发的海军舰载 155毫米垂直舰炮系统。 本系统将运用在美国海军最新锐的朱姆沃尔特级 驱逐舰上,最远射程可达185公里,且采用模块化供弹 系统与自动化弹库,相较于美国海军现役的MK-45 Mod4舰炮,AGS的装药量是其3倍,持续发射能力为 2.5倍,齐射压制能力为4.5倍。 研制背景 自从进入航空与导弹时代之后,海军朝陆地 投送武力的主要工作落在可以长距离精准打击敌 方目标的飞机以及导弹身上,传统的舰炮轰击由 于战斗舰的式微而被束之高阁。不过在若干对地 投送武力的场合,使用昂贵而数量相对稀少的导 弹并不能满足需求,或者不符合成本效益;例如 碰上敌方陆上部队的大面积工事设施,往往就不 适合使用以“点穴”(攻击特定高价值定点)见长 的导弹,反倒是能在短时间内于一个区域内倾倒 大量弹药的大口径舰炮更符合任务特性与成本效 益。此外,炮弹的体积较小,火力密度比导弹高, 舰上可存放更多的火力。 美国海军保留了具有九门16英寸巨炮的依阿 华级战列舰,在朝鲜战争、越南战争都曾用来炮 轰北越近岸。在波斯湾战争中,密苏里号战列舰 的九门巨炮两次齐放后,岸上的伊拉克防御工事 便告全毁。但是依阿华级战列舰退役后,美国海军马上发现没有适合的现役舰炮足以取代依阿华级巨炮的地位。设于美国主战舰艇的MK-45五英寸舰炮威力与射程太小,根本无从进行岸轰任务。考虑到较佳的打击效率,支援对地攻击的火炮口径至少必须提升到155mm。美国海军希望AGS舰炮系统能有效攻击距离41海里(76公里)到63海里(117公里外的目标,射程63海里的要求是基于从海岸线外25海里处攻击深入内陆38海里处的敌方工事据点。美国军方资源需求评估委员会在1994年提出的费用与作战需求效率分析(COEA)中提出了三阶段的作法:首先是延长现役MK-45 5英寸舰炮的有效射程,推出配备62倍径炮管的MK-45 Mod4增程舰炮,使用新开发的EX-171型火箭推进增程GPS制导炮弹(Extended Range Guided Munition,ERGM),射程提升至63海里(117km),并从2001年开始部

MATLAB仿真技术与应用

例2-1 已知一个系统的微分方程为: ???????-==1221 5x u dt dx x dt dx 其中,状态变量初始条件0)0()0(21==x x ,输入u 为阶跃函数,要求利用SIMULINK 对系统建立仿真模型,并绘制时域响应曲线。 在利用SIMULINK 创建模型之前,先把微分方程进行拉普拉斯变换,得到每个微分方程的传递函数,即用传递函数的形式表示系统。 x1 x2 Step Scope 1s Integrator1 1 s Integrator 5Gain 连接信号之后的系统模型图 exam2_1 系统时域响应曲线

例7-9 一个控制系统由5个子系统组成,组成结构如下图 G 1(s) G 2(s) G 3(s)G 4(s) H(s) R(s) Y(s) 各子系统的传递函数分别为: 6 15215)(2 21++++=s s s s s G ,)20)(2() 6(4)(2+++=s s s s G ,1010)(3+=s s G ,631)(24+++=s s s s G ,1.0)(=s H 试在MATLAB 中分别用仿真模块建模和仿真命令编程两种方法进行仿真,并绘制系统的阶跃响应曲线图。 首先在Simulink 环境下将所需要的仿真模块连接起来,并将各模块的参数设置好。 s+1 s +3s+62Transfer Fcn3 4s+24s +22s+402Transfer Fcn2 10s+10Transfer Fcn1 s+52s +15s+62Transfer Fcn Step Scope 0.1Add 系统的仿真模型图 exam7_9

世界炸药生产厂商

弹药行业 美国弹药行业约有9家弹药厂和十几家火炸药与推进剂的生产企业及配套企业,9家弹药企业中,3家是国有国营,6家是国有私营。弹药行业的主要企业主要有陆军湖城弹药厂、衣阿华陆军弹药厂、阿克辛制造公司、普利迈克斯技术公司、阿连特技术系统公司、萨科军品公司、CIC国际公司、派恩布拉夫兵工厂、隆斯塔陆军弹药厂、密西西比弹药厂、米兰陆军弹药厂等; 俄罗斯弹药行业的主要企业有图拉弹药厂、三角旗国家生产联合体等; 在欧洲军事大国中,德国共有弹药企业20多家,最主要的是迪尔公司、莱茵金属公司和布克化学技术公司;火炸药企业约16家,主要公司有诺贝尔火炸药公司、瓦萨克化学公司等; 英国弹药的主承包商有BAE系统公司皇家军械防务公司、亨廷工程公司等; 在法国,弹药的研制和生产基本由GIAT和SNPE两家公司垄断,若干生产枪炮弹药的私营企业都已被GIAT收购。 在其他国家中,以色列拉斐尔公司、瑞典博福斯公司等也都有较强的研制、生产能力。 英国BAE系统公司地面系统业务总结 (李南辉) | [<<][>>]在过去的几年中,英国BAE系统公司的经营战略在两大方面发生了较大变化:一是将业务重点转向地面武器系统;二是不仅仅局限于欧洲市场,而是大举进军美国市场。通过对国内外一系列重要兵器企业的收购,特别是对英国阿尔维斯公司、美国联合防务工业公司(U DI)等公司的收购,BAE系统公司在快速发展的地面武器领域的业务能力已经得到显著提高。目前,在地面武器系统业务领域,BAE系统公司已经成为与美国通用动力公司齐名的全球最重要的军品公司之

一。 该公司首席执行官表示,"收购UDI公司巩固了我们无敌的战略地位,这两年,地面武器系统的业务非常饱满。两年前,BAE系统公司在地面武器系统业务方面仅占有较小的市场份额;而现在已经一跃到年营业额35亿美元、世界排名第二的水平。" 随着2005年6月24日UDI收购事宜的完成,新业务集团--地面武器运营集团(Land & Armaments Operating Group)应运而生,其核心能力包括各种地面系统的设计、研发、生产、系统升级与集成以及全寿命技术支持,产品包括最著名的美国"布雷德利"战车、从小口径到大型系统的各种舰炮产品。该公司研制和生产的英国下一代可空中运输的装甲工程战车"小猎犬"(Terrier)原型车也已经下线。赫格隆茨公司的经营状况依旧很好;2005年上半年取得了向德国和荷兰交付全地形车的订单,这确保了该公司业务量的饱满。BAE系统公司地面武器产品范围包括广泛的军用战车、主战坦克、弹药、火炮、装甲人员运输车、步兵作战战车、炮塔武器系统、工程战车及架桥装备,这些产品可以完全集成并互相支持,从而满足用户的不同需求。 BAE系统公司亚太地区区域经理史蒂夫称,BAE系统公司能够为客户提供全面的技术经验和能力,通过持续增长,目前,BAE系统公司在欧洲、北美及亚太地区已经占有十分重要的市场份额。为了凸显

生产系统建模与及仿真实验报告

生产系统建模与及仿真 实验报告 实验一Witness仿真软件认识 一、实验目的 1、学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法; 2、学习生产系统的建模与仿真方法。 二、实验内容 学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法 三、实验报告要求 1、写出实验目的: 2、写出简要实验步骤; 四、主要仪器、设备 1、计算机(满足Witness仿真软件的配置要求) 2、Witness工业物流仿真软件。 五、实验计划与安排 计划学时4学时 六、实验方法及步骤 实验目的: 1、对Witness的简单操作进行了解、熟悉,能够做到基本的操作,并能够进行简单的基础建模。 2、进一步了解Witness的建模与仿真过程。 实验步骤: Witness仿真软件是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散事件系统的仿真,同时又可以用于连续流体(如液压、化工、水力)系统的仿真。目前已成功运用于国际数千家知名企业的解决方案项目,有机场设施布局

优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。 ◆Witness的安装与启动: ?安装环境:推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存,Windows98、Windows2000、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。 ?安装步骤:⑴将Witness2004系统光盘放入CD-ROM中,启动安装程序; ⑵选择语言(English);⑶选择Manufacturing或Service;⑷选择授权方式(如加密狗方式)。 ?启动:按一般程序启动方式就可启动Witness2004,启动过程中需要输入许可证号。 ◆Witness2004的用户界面: ?系统主界面:正常启动Witness系统后,进入的主界面如下图所示: 主界面中的标题栏、菜单栏、工具栏状态栏等的基本操作与一般可视化界面操作大体上一致。这里重点提示元素选择窗口、用户元素窗口以及系统布局区。 ?元素列表窗口:共有五项内容,分类显示模型中已经建立和可以定义的模型元素。Simulation中显示当前建立的模型中的所有元素列表;Designer中显示当前Designer Elements中的所有元素列表;System中显示系默认的特殊地点;Type中

虚拟仿真技术及其军事应用

虚拟仿真技术及其军事应用 作者 摘要:虚拟仿真技术是近年来系统仿真领域研究的热.氛问题,而且在军事领域有了广泛的应用。本文以庄拟现实技术为基础,具体讨论了虚拟现实技术在作战仿真中的应用,对虚拟作战仿真的研究进行了探讨。 关键词:虚拟仿真技术虚拟现实技术虚拟作战仿真 1. 引言 自从世界上出现第一台训练仿真系统(以1929 年美国空军飞机练习器-林克机为代表)以来,经过了以机电解算装置为主的仿真系统,以模拟计算机为主的仿真系统,以数字计算机为主的仿真系统等几个阶段,系统仿真技术得到逐步发展。特别是近十几年来,随着计算机技术的发展,系统仿真技术的发展也更加迅猛,而且在军事领域中的应用也越来越广泛。 虚拟现实(Virtual Reality 简记VR)技术是近年来系统仿真领域研究的热点,并且在很多行业开始有了实际应用。在军事领域,美国最早将虚拟现实技术应用于作战仿真。其研究人员在虚拟现实技术构造的数字化地形、地貌和敌情数据库上进行作战仿真和武器装备性能的评估。由于虚拟现实技术在军事领域有着广泛的应用前景,因此,美国军方始终把虚拟现实技术的研究与应用列于《国防部关键技术计划》中,并将虚拟现实技术视为建设21 世纪军队和培训21世纪人才以及发展新一代信息化战争武器装备的“革命性”手段。 目前,我军对作战仿真的研究日趋深人,但与先进的军事大国相比,仍存在不少差距。由于虚拟现实技术的出现极有可能为未来军事领域带来革命性的影响,因此我军应积极研究虚拟现实技术在作战仿真中的应用。本文以虚拟现实技术为基础,具体讨论虚拟作战仿真及其军事应用。2. 虚拟现实技术简介 2.1 虚拟现实技术的内涵 虚拟现实技术是80年代提出的一种新兴技术,它是将计算机技术、自动控制技术、系统工程方法、人工智能、仿真技术、多媒体技术、信息融合技术、立体影像技术、光电技术以及神经生物学、心理学和行为科学等诸多科学技术成果融合一体的崭新的人工合成的“虚拟环境”。 2.2虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术创造的人机和谐仿真环境具有“沉浸-交互-构思”的基本特征。它利用并集成高性能的计算机系统和各类传感器,在多维信息空间创造一个使研究者处于具有身临其境的沉浸感,具有完善的交互作用能力,能帮助和启发构思的仿真信息环境。VR 的主要特征为: (1)多媒体感知性 在虚拟现实系统中,用户将感觉不到身体所处的外部环境而“融合”到虚拟世界中去,即指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2)交互性 用户可以通过三维交互设备直接控制虚拟世界中的对象,并从虚拟环境中得到反馈信息。 (3)自主性 指虚拟现实系统中的物体可按各自的模型和规则自主运动,即指虚拟环境中物体依据客观规律动作的程度。 2.3 虚拟现实系统的分类 依据交互界面的不同,可将VR 系统分为下几种类型: (1)世界之窗(Window on World

仿真技术及其应用

仿真技术及其应用 第一章仿真技术概述 仿真技术的泛化定义:是一门多学科的综合性技术,它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机和专用设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。 电力系统仿真是通过建立适当的数学模型来模拟实际系统的一种研究方法。为了保证电力系统安全、优质、经济的运行,在规划、分析和研究电力系统时必须确切完整地考察实际电力系统的特性。由于电力系统仿真不受原有系统规模和结构复杂性的限制,现已成为分析、研究电力系统必不可少的工具。为了对电力系统仿真工具有一个系统的了解,下面以电力系统应用比较广泛的几个仿真工具为例,介绍其历史、主要功能以及各自特点。 1.1仿真工具介绍 1.1.1离线仿真软件 电力系统离线仿真是指在数字计算机上为电力系统的物理过程建立数学模型,用数学方法求解,以进行仿真过程研究,其仿真速度与实际系统的动态过程不同。电力系统的离线仿真分析,主要有电磁暂态过程仿真、机电暂态过程仿真,中长期动态过程仿真及发电机组的轴系扭振等。 当今比较流行的电力系统仿真软件¨。有:加拿大H.W.Dommel教授创立的电力系统电磁暂态计算程序(EMTP)、德国西门子公司开发的NETOMAC软件、美国电力技术公司(PTI)开发的由西门子公司收购了的PSS/E、Mathworks公司开发的MATLAB中所包含的(PSB)工具箱、中国电力科学研究院开发的电力系统分析综合程序(PSASP)等。 2,1 EM rP/ATP EMTP(Electromagnetic Transients Program)是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,具有分析功能多、元件模型全等优点。对于电网的稳态和暂态都可作仿真分析,它的典型应用是预测电力系统在某个扰动(如开关投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律,将EMTP的稳态分析和暂态分析相结合,可以作为电力系统谐波分析的有力工具。EMTP是世界范围内通用的电力系统仿真软件,其计算速度快、结果准确度高、功能强大,几乎可以为任意复杂电力网络进行模拟,ATP(The AhemativeTransients Program)是EMTP的免费独立版本,是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本,它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统,数学模型广泛,除用于暂态计算,还有许多其它重要的特性。ATP 程序正式诞生于1984年,主要由Drs.W.ScottMeyer和Tsu—huei Liu完成的。ATP还配备有灵活、功能强的通用描述语言MODELS及图形输入程序ATP.Draw。获得ATP,表面上不要费用,但必须买他们的使用手册及相关资料并要写保证书(不做商业目的),才能给你口令,从网上下载。 主要功能:雷电过电压研究;操作过电压和故障;系统过电压研究;接地等现象的快速暂态分析;设备建模;电机启动过程动态仿真;轴系扭振分析;铁磁共振现象的研究;电力电子设备的研究;STATCOM、SVC、UPFC、TCSC模型谐波分析等。 2.2 PSAPAC PSAPAC由美国EPRI开发,是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 主要功能:网络化简与系统的动态等值,保留需要的节点;模拟静态负荷模型和动态负荷模型;快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限;直接法稳定分析提供了计算稳定裕度的方法;时域仿真用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程;评价大型复杂电力系统的电压稳定性,给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理;分析大型电力系统暂态和中期稳定性时域仿真;局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析等。2.3 EMTDC/PSCAD Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC的初版,是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件,PSCAD是其用户界面,PSCAD的开发成功,使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析,使电力系统复杂部分可视化成为可能,而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端,可模拟任意大小的交直流系统。 主要功能:研究系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压;研究包含复杂非线性元件的大型电力系统进行三相的精确模拟;进行电力系统时域或频域计算仿真;电力系统谐波分

系统建模与仿真实验报告

实验1 Witness仿真软件认识 一、实验目的 熟悉Witness 的启动;熟悉Witness2006用户界面;熟悉Witness 建模元素;熟悉Witness 建模与仿真过程。 二、实验内容 1、运行witness软件,了解软件界面及组成; 2、以一个简单流水线实例进行操作。小部件(widget)要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带(conveyer)传送至下一个操作单元。小部件在经过最后一道工序“检测”以后,脱离本模型系统。 三、实验步骤 仿真实例操作: 模型元素说明:widget 为加工的小部件名称;weigh、wash、produce、inspect 为四种加工机器,每种机器只有一台;C1、C2、C3 为三条输送链;ship 是系统提供的特殊区域,表示本仿真系统之外的某个地方; 操作步骤: 1:将所需元素布置在界面:

2:更改各元素名称: 如; 3:编辑各个元素的输入输出规则:

4: 运行一周(5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟),得到统计结果。5:仿真结果及分析: Widget: 各机器工作状态统计表:

分析:第一台机器效率最高位100%,第二台机器效率次之为79%,第三台和第四台机器效率低下,且空闲时间较多,可考虑加快传送带C2、C3的传送速度以及提高第二台机器的工作效率,以此来提高第三台和第四台机器的工作效率。 6:实验小结: 通过本次实验,我对Witness的操作界面及基本操作有了一个初步的掌握,同学会了对于一个简单的流水线生产线进行建模仿真,总体而言,实验非常成功。

MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告

MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名:****** 专业:电气工程及其自动化 班级:******************* 学号:*******************

实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件,点击Simulink模型构建,根据电路原理图,添加下列模块: (1)无穷大功率电源模块(Three-phase source) (2)三相并联RLC负荷模块(Three-Phase Parallel RLC Load) (3)三相串联RLC支路模块(Three-Phase Series RLC Branch) (4)三相双绕组变压器模块(Three-Phase Transformer (Two Windings)) (5)三相电压电流测量模块(Three-Phase V-I Measurement) (6)三相故障设置模块(Three-Phase Fault) (7)示波器模块(Scope) (8)电力系统图形用户界面(Powergui) 按电路原理图连接线路得到仿真图如下: 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV,相角0°,频率50Hz,接线方式为中性点接地的Y形接法,电源电阻0.00529Ω,电源电感0.000140H,参数设置如下图:

1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置,功率20MVA,频率50Hz,一次测采用Y型连接,一次测电压110kV,二次侧采用Y型连接,二次侧电压11kV,经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033,绕组漏感为0.052,励磁电阻为909.09,励磁电感为106.3,参数设置如下图: 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为:电阻8.5Ω,电感0.064L,参数设置如下图: 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号,相当于电压、电流互感器的作用,勾选“使用标签(Use a label)”以便于示波器观察波形,设置电压标签“Vabc”,电流标签“Iabc”,参数设置如下图:

系统仿真技术在制造企业中的应用

系统仿真技术在制造企业中的应用 面向生产管理的仿真 1. 生产管理的基本功能是计划、调度和控制。 就仿真技术在生产管理中的应用来说,大致有以下三个方面: 1.1 确定生产管理控制策略; 1.2 用于车间层的设计和调度; 1.3 用于库存管理。 生产车间加工单元 物流管理图 2. 计算机仿真在生产管理控制策略中的应用 用于生产管理控制策略的仿真包括确定有关参数以及用于不同控制策略之间的比较。比较常见的控制策略有: 2. 1. MRP:这是一种“推”式的控制策略,通过需求预测,综合考虑生产设备能力、原材料可用量和库存量来制定生产计划; 生产计划多版本模拟 2.2 KANBAN (看板):这是一种“拉”式的控制策略,根据订单来制定生产计划,即通常所说的准时生产; 2.3 LOC :面向负载能力的控制策略。根据库存水平来控制生产过程; 2.4 DBR:面向瓶颈的控制策略。根据生产过 程中的瓶颈环节来控制整个流程。比较的衡量指标一般包括产量、生产率等。每种控制策略中需要确定的参数包括:批量大小、看板数量、库存水平等。 3. 计算机仿真在制造车间设计中的应用一般可 以把车间的设计过程分两 个主要阶段:初步设计阶段和详细设计阶段。初步设计阶段的任务是研究用户的需求,然后由此确定初步设计方案。详细设计阶段的主要任务是在初步设计的基础上,提出对车间各个组成单元的详尽而完整的描述,使设计结果能够达到进行实验和投产决策的程度,具体来说即确定设备、刀具、夹具、托盘、物料处理系统、车间布局等。而仿真技术则主要用于方案的评价和选择。具体来说:在初步设计阶段,可以在仿真程序中包含经济效益分析算法,运行根据初步设计方案所建立的仿真模型,给出以下评价信息: 3.1 -在新车间中生产的产品类型和数量能否满足用户要求?-产品的质量和精度是否能够满足要求?-新车间的效率和投资回收率是否合理? [键入文档标题] [键入文档副标题] 在制造企业产品设计和制造的过程中,计算机仿真一直是不可缺少的工具,它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用。制造业竞争的日趋激烈,促使各国研究和应用先进制造技术。先进制造技术的应用和发展,为计算机仿真的应用提供新的舞台,提出更高的要求。从发展的历程来看,仿真技术应用的领域空前的扩大,已从传统的制造领域(生产计划制定、加工、装配、测试)扩展到产品设计开发和销售领域。而与网络技术结合所带来的仿真的分布性、与图形和传感器技术相结合所带来的仿真的交互性、以及仿真技术应用的集成化,是仿真技术在制造业中应用的新趋势。按照仿真技术应用的对象不同,可将制造业中应用的仿真分为四类:面向产品的仿真;面向制造工艺和装备的仿真;面向生产管理的仿真。 [键入作者姓名] 2014/10/26

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