一种基于AADL的IMA系统配置信息的正确性检测方法

综合模块化航空电子系统(Integrated modular avionics,IMA)中的系统配置信息的正确性是保证IMA系统可靠运行的重要保障。配置信息的重配置给系统的更新和移植提供了方便,同时也给重配置后的系统带来了不安全因素。本文针对满足ARINC653规范的IMA系统重配置信息的正确性检测方法,展开了基于架构分析和设计语言(AADL)模型转换与分析的研究。给出了一系列从ARINC653系统配置信息到AADL模型元素的映射规则,包括模块、分区、进程、健康监控、通信等核心概念,并设计了一个模型转换的方法,然后采用一个第三方的工具对所得到的AADL模型展开配置信息正确性的语义验证。最后本文还给出了一个实例分析。     

基于AADL的综合模块化航空电子通信调度分析与建模

针对具有最终配置信息的综合模块化航空电子(Integtated modular avionics, IMA)系统的通信调度问题,分析了IMA系统网络中通信调度流的产生、特性以及表示方式,并通过实例分析通信调度的生成表示过程。在此基础上,基于架构分析与设计语言(Architecture analysis and design language, AADL),对实例中的通信流进行建模,并进行实例化,得到端口连接一致性检测报告,验证了文中通信流模型的可行性和有效性。     

IMA平台分区分析方法研究

依照综合模块化航空电子系统（Integrated modular avionics ，IMA）平台的健壮性分区特点，IMA平台必须能够为驻留应用和驻留功能提供健壮分区隔离和其他保护能力，这些措施要允许多个驻留应用共享一个平台及平台上的资源，且自身的资源支持系统级分布功能在容错网络上运行。根据综合模块化航空电子系统开发指南与认证考虑RTCA DO-297标准中关于IMA平台健壮性分区、安全性以及认可证明数据的要求，本文对IMA平台分区分析展开研究，重点对IMA平台及其组件通用处理模块（General processing module, GPM）、航空数据网络ARINC664交换机和远程数据集中器（Remote data concentrator, RDC）进行分区分析方法的研究。给出每个组件的分区分析策略和目标，明确每个任务需要进行的活动，为IMA平台及其组件的健壮性分析、缓解潜在风险、安全性分析和认可提供充足的证据。     

涡扇发动机的一类大包线系统建模

基于涡扇发动机部件级模型,研究了具有非线性和时变特性的涡扇发动机非线性变参数系统建模问题。通过系统辨识的方法,以高压转子转速为调度变量,得到典型工作点的多项式非线性系统。在此基础上,借鉴增益调度思想,将高度和马赫数拟合成系统的时变参数,利用回归算法,建立大包线慢车以上非线性变参数(Nonlinear parameter-varying,NPV)模型。仿真表明,采用该方法建立的非线性系统与部件模型在单个转速状态时误差小于0.05%,非线性变参数模型与部件模型在大包线范围内的误差小于1%,验证了本文方法的可行性和有效性。     

一种复杂系统需求和构架管理的分析工具

为满足复杂系统的集成和演化,系统建模需要对系统需求和架构有足够的管理.软件工具的支持是一种有效的手段.本文给出的需求和结构分析环境ATRAM工具致力于以下3点：建模,描述（置标）和对系统需求结构定义和进化的跟踪能力.在ATRAM中,提出了一套针对复杂系统的分析工具,它能帮助生成和架构相关联的需求文档,并提供一个基于XML需求和架构交互性的检验工具,用来帮助企业分析变动对企业的需求或结构带来的影响.     

自动飞行模式转换逻辑的形式化建模与验证

自动飞行控制系统（Automatic flight control system,AFCS）是现代飞机中重要的安全关键系统之一，飞行引导控制系统（Flight guidance control system,FGCS）是其重要的组成部分。FGCS中的飞行模式有数十种，模式转换逻辑十分复杂，在各个模式间转换时易出现模式混淆等问题，难以对其安全性和正确性进行验证。而利用计算机科学中的形式化方法，通过对安全关键系统进行形式化建模和验证，可以提高系统的正确性和安全性。本文以典型FGCS中的自动飞行模式转换逻辑作为研究对象，采用自主研制的软件工具ART(Avionics requirement tool)对其进行形式化建模与验证，并与Matlab/Simulink中的Design Verifier工具进行了验证能力和效率的对比分析。实例研究结果表明，采用形式化方法对FGCS的自动飞行模式转换逻辑进行建模、验证可行，所研制的软件平台具有更完善的验证能力和更好的验证效率。     

一种新的仿真组件模型及其实现

为了提高仿真组件的重用性、兼容性,给仿真应用提供通用的开发模型,使仿真系统独立于仿真中间件,提出了一个新的自包含仿真组件模型,该模型由服务端口、适配器和调度引擎构成。而模型的描述采用静态结构和动态行为元元模型。开发时首先采用面向组件的建模工具描述系统的静态结构和动态行为,根据静态结构自动生成应用代码和适配器。其中适配器是联系仿真组件和仿真中间件的纽带,使它们彼此独立。运行时调度引擎将仿真组件装配到应用框架中并根据动态行为模型调度组件运行。实践表明该模型是一个适用于不同仿真中间件的标准模型,可以提高仿真模型的协同能力和重用性。     

基于自适应干扰观测器的无人直升机模型参考跟踪控制

针对外部干扰影响下无人直升机（Unmanned aerial helicopter, UAH）模型参考跟踪控制问题开展研究,提出基于自适应干扰观测器的跟踪控制设计方案。首先,根据干扰部分可测特性将其建模为存在参数误差下的非线性外源系统,并设计了状态观测器及其自适应调节下的干扰观测器（Disturbance observer, DO）,用于估计无人机系统的未知状态和外部干扰。其次,将模型参考控制与基于干扰观测器的控制方法相结合,提出抗干扰复合控制设计策略,获得了由观测与跟踪误差动态组成的闭环系统。再次,利用Lyapunov稳定性理论建立了给定H∞性能下判定闭环系统渐近稳定的充分性条件,并借助矩阵变换技术获得了观测器和控制器的联合设计方案。最后,通过数值仿真验证了所提跟踪控制算法的有效性和优越性。     

一种面向对象的Petri网

柔性制造系统属于离散事件动态系统，具有实时、并发、异步等特性，由于Ｐｅｔｒｉ网模型的图形表述和数学描述，使它既可以采用数学分析，又可以通过图形形象地表述出离散动态系统，故广泛应用于制造过程动态行为建模与分析。而面向对象建模与设计是一种围绕真实世界的概念来组织模型的全新的思考问题方式，面向对象的模型能帮助对问题的理解，有助于同领域专家通讯交流。本文在Ｐｅｔｒｉ网基础上，引入面向对象技术，提出了一种面向对象Ｐｅｔｒｉ网（ＯＰＮ）模型，并以企业中的一项生产活动——二次电源生产过程为实例，建立了描述这一活动系统的完整的ＯＰＮ模型，真实地反映了系统的动态特性，从而为制造过程建模和分析提供了一个更为有效的工具     

分布式实时系统中的多Agent调度

以机场航班运营管理系统(flight operation and management system，FOMS)为应用背景，对分布式实时系统中的Agent调度算法进行探讨。在分析实时系统特点的基础上，结合具有定时事件序列特征的FOMS，对定时事件序列进行了形式化描述，建立了分布式实时多Agent。系统的结构模型，并对其结构特点、系统负载能力和常用的Agent实时调度算法分别进行了分析与论述。为解决分布式实时系统中多Agent调度与迁移过程中实时任务处理不问断性和通信可靠性问题，本文提出了事件处理的分级调度策略和多Agent调度的迁移与定位同步算法(Synchronization of agent moving and locating，SAML)，并对其实现机理以及Agent djrectory和Agent scheduler的中介服务在实现SAML中的作用进行了介绍。最后分别对采用SAML和异步迁移算法时事务处理的实时特性作了分析比较。     

A Combined Arrival and Departure Scheduling for Multi-airport System

A combined arrival and departure scheduling problem is investigated for multi-airport system to alleviate the problem of airspace congestion and flight delay.Firstly,the combined scheduling problem for multi-airport system is defined through in-depth analysis of the characteristics of arrival and departure operations.Then,several constraints are taken into account,such as wake vortex separation,transfer separation,release separation,and separation in different runway operational modes.Furthermore,the scheduling model is constructed and simulated annealing algorithm is proposed by minimizing the total delay.Finally,Shanghai multi-airport system is chosen to conduct the simulation and validation.And the simulation results indicate that the proposed method is able to effectively improve the efficiency of arrival and departure operations for multi-airport system.     

在J2EE平台上开发电子政务系统的建模方法研究

阐述了我国建立电子政务系统的必要性；针对电子政务系统的特点，把J2EE(Java2 platform enterprise edition)平台和UML(Unified modeling language)建模方法引入到电子政务系统的开发中，设计出J2EE平台上电子政务系统的构架；在指出传统建模方法不足的基础上，根据此构架．给出了如何采用UML和Rational Rose实现J2EE平台上开发电子政务系统的建模方法．并通过实例验证了该建模方法的可行性。研究表明：在J2EE平台上开发电子政务系统，采用UML作为建模语言、Rational Rose作为分析、设计工具，可以完成从系统分析到系统设计、编码的完整过渡，从而可开发出高质量、可复用、可扩展的电子政务系统。     

应用限制编程的信息模型内在检查方法

提出了一种基于限制编程(Constraint programmmg)的信息模型内在一致性检查方法,重点描述了EXPRESS信息模型的一致性及其检查。EXPRESS语言,作为标准制造数据交换的一个重要部分,广泛地应用于制造与信息业。中提到的一致性检查包括三个步骤：EXPRESS模型形式化,限制满足性问题(CSP)从形式化模型中的抽取和CSP的可满足性测试。本同时揭示了限制编程的一个新的应用领域：模型验证。     

航空发动机全包线鲁棒变增益LPV控制律设计

提出了一种结合多胞形鲁棒变增益控制综合技术和基于系统广义距离的调度策略的航空发动机全包线控制方法。利用雅克比线性化方法获得包线内多点的发动机线化模型,将这些点作为多胞形模型的顶点,并利用多胞形鲁棒变增益控制综合技术设计顶点控制器。引入能够反映系统广义距离的间隙度量来计算包线内其他点的凸分解系数,结合顶点控制器实现全包线内发动机中间状态高压转速控制。全包线内的仿真结果表明,采用该控制方法能够满足航空发动机中间状态控制要求,具有较好的鲁棒性和跟踪性能,同时保证了控制器在全包线范围的稳定性。     

Flutter Analysis of Aircraft Wing Using Equivalent-Plate Models with Orthogonal Polynomials

A method of equivalent simplification,using equivalent-plate models(EPMs),is developed.It is to achieve goals of rapid modeling and effective analysis in structural dynamics and flutter analysis of complex wing structures.It is on the assumption that the wing structures discussed are composed of skin,beams and ribs,and the different plate units(such as skin,beam web,rib web)are not distinguished in modeling,which is to avoid the complex pre-processing and make it more generalized.Taking the effect of transverse shear deformation into consideration,the equivalence is based on the first-order shear deformation theory,and it can import the model files of MSC/NASTRAN and process the information to accomplish the equivalent modeling.The Ritz method is applied with the Legendre polynomials,which is used to define the geometry,structure and displacements of the wing.Particularly,the selection of Legendre polynomials as trial functions brings good accuracy to the modeling and can avoid the ill-conditions.This is in contrast to the EPM method based on the classical plate theory.Through vibration and flutter analysis,the results obtained by using EPM agree well with those obtained by the finite element method,which indicates the accuracy and effectiveness in vibration and flutter analysis of the EPM method.     

基于批生产的逐段式车间作业调度算法

探讨了离散作业型（Job shop）车间中的作业调度的分阶段模型，并根据离散作业调度的阶段性提出了基于作业状态空间的逐段式车间作业调度算法，通过对一个实际车间作业调度仿真比较，此算法运算速度比最短加工时间（SPT）和最少工作量剩余（LWR）算法快，其调度结果在实际作业车间具有可执行性。     

并发式软件系统横切关注点的建模方法

基于面向侧面技术及统一建模语言状态图提出了并发式软件系统开发过程中横切特性的建模方法.该方法将并发软件系统的业务逻辑和横切行为分别封装到复合状态的不同正交区域中,并通过事件广播机制反映二者的交互关系.同时,以模块化的状态迁移系统作为基本计算模型,对该建模方法进行形式化描述,给出了模型元素及建模过程的精确语义.实例研究表明,该方法在并发软件设计阶段实现了横切关注点的分离策略,并使得系统模型具有松耦合、适应性和可跟踪性的优点.     

基于特征的参数化造型系统的研究(英文)

特征造型是实现CAD/CAPP/CAM 以及并行工程中信息集成的核心技术。文中介绍了在I-DEAS5 系统上二次开发基于特征的参数化造型系统的方法,详细阐述了基于特征的造型技术,生成以特征为基础的产品信息模型,为后续应用过程提供了丰富的信息。在商用CAD软件上开发特征造型系统,可以充分利用现有软件的实体造型资源,节省资金投入,缩短新系统的开发周期     

节拍合同网协议及其在作业车间AGV调度的应用

Agent技术为制造系统建模提供有了一种有效的方法，并在制造作业车间调度中得到广泛应用。Agent在基于合同网协议的作业车间AGV调度中，存在协商频繁和投标并发操作问题。为了提高合同网协议的工作效率，本文将协议进行简化，提出了一种基于节拍的改进合同网协议。该协议通过节拍有序地处理投标，并利用阈值策略，对竞标报价做出限定。最后，通过基于多Agent的作业车间AGV调度仿真实例验证了基于节拍的改进合同网协议的效果。