7个研究背景和意义示例,教你写计算机建模仿真论文

今天分享的是关于建模仿真的7篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到建模仿真等主题,本文能够帮助到你

微纳卫星数据处理与传输分系统状态仿真及评估

这是一篇关于微纳卫星,数传分系统,建模仿真,效能评估的论文, 主要内容为微纳卫星研制成本低、发射速度快、集成度高,广泛应用于通信、遥感、电子侦察等方面。卫星数据处理与传输分系统(数传分系统)作为微纳卫星的重要组成部分,承担着有效载荷数据记录及下传的通信任务。然而,微纳卫星体积小,采集的信息难以冗余备份,受地面站数量和接收覆盖范围的限制,每天通信时间有限,单次可传输数据的时间较短,因此,为保证卫星在轨运行期间通信任务的顺利完成,应开展卫星数传分系统建模仿真和效能评估等关键技术的研究。本文以微纳卫星数传分系统为研究对象,将卫星轨道运动与数传分系统性能仿真相结合,建立数据传输性能动态仿真模型与方法。针对不同评估指标,结合层次分析法和模糊综合评价法,科学量化处理卫星复杂多层次的评估问题。在此基础上,研制出一套基于仿真模型驱动的微纳卫星数传状态仿真与效能评估的可视化系统。主要研究工作由以下三部分组成:(1)研究基于数值计算的卫星数传分系统建模与动态仿真方法。首先建立卫星在轨运动模型,依据卫星轨道基本特点及星站位置的几何关系,对链路连通性进行判断。在此基础上,综合考虑传输时链路的影响因素,实现了卫星从数据采集、处理、传输、链路传输损耗到数据接收等一系列仿真过程,建立较为完善的卫星数传分系统性能动态仿真模型,通过输入仿真参数,对仿真结果进行分析与讨论。(2)提出基于模糊层次分析法的数传分系统效能评估方法。针对卫星数传分系统功能复杂,难以获取实际参数进行客观评估的问题,依据数传分系统结构与效能之间的关系,通过层次分析法确定系统各个指标的权重向量。以模糊理论为基础,结合模糊综合评价法评估系统效能,有利于卫星数传分系统设计和研制的优化工作。(3)研制一套基于模型驱动的卫星数传状态仿真与效能评估的可视化系统。本文通过Spring Boot框架等相关技术,搭建卫星数传状态仿真与效能评估的可视化系统。通过设计产品、任务、项目,进行系统仿真,动态计算卫星数传分系统状态信息并完成效能评估,并以可视化的方式展示仿真结果。本文建立的仿真模型、算法分析的结果能够合理地反映微纳卫星数传分系统在轨期间性能指标的实时变化情况,有利于构建不同层次的指标体系开展系统效能评估,为卫星数传分系统设计策略和工作模式提供参考。

基于Modelica的化工流程模拟技术研究

这是一篇关于化工过程,Modelica,建模仿真,稳态模拟,热力学模块,单元操作的论文, 主要内容为化工流程模拟软件是实现过程流程模拟的重要工具,可大大节约化工实验研究成本,加快新产品和新工艺的开发过程。然而,由于开发周期长难度大的问题,大部分国产化工流程模拟软件仍处于测试和试用阶段,国产市场份额与软件成熟度极低,几乎完全依赖于国外软件,在商品化与市场化方面存在明显不足。一旦国外的化工流程模拟软件被禁止使用或出现安全问题,将会对国内化工设计系统造成重大影响。因此,为解决“卡脖子”难题,流程模拟软件研发亟需重点突破。本文基于以上需求提出了一种基于多领域物理建模语言Modelica的化工流程模拟技术实现方法,考虑Modelica目前的建模环境缺乏对化学工程仿真支持的问题,开发了热力学模块与化学工程库,为化工行业提供了高精度、多领域协同的流程模拟工具,为国产流程模拟软件的开发提供了一种新的思路。对物理建模语言Modelica的特点与OpenModelica建模与仿真环境进行阐述,确定了Modelica语言建模仿真的优势与OpenModelica的优点。同时,基于CAPE-OPEN标准,对化工流程模拟软件架构进行说明,并指出了使用Modelica实现化工流程模拟时存在的问题。针对现有Modelica建模环境缺乏模型提供化工热力学计算,无法获得高质量流体性质这一问题,提出了利用外部流体性质计算代码设计热力学模块,并从架构设计、需求分析与方法实现三方面给出了热力学模块开发方案。根据提出的开发方案,基于Modelica标准库中的PartialMedium模型,开发前端热力学介质库,选取CoolProp为外部流体性质代码,基于CoolProp接口与热力学介质库接口函数,采用C/C++开发接口层连接Modelica模型与外部流体性质代码。为验证所设计热力学模块的准确性,利用热力学模块完成混合流股的性质计算,并与商业流程模拟软件Aspen Plus的结果进行比较,相对误差均小于3%,能够有效满足工程计算需要。为解决缺乏Modelica化学工程模型库的问题,基于构建的热力介质模型以及功能要求,构建流股与接口模型;分析化工流程模拟中常用的单元操作模块混合器、阀门、压缩机、膨胀机、泵和精馏塔等设备的工作原理,以化工原理、工艺设计等知识为基础,引入物料衡算、能量衡算和性能参数计算等公式,基于Modelica搭建单元操作稳态模型,并与流股与接口模型结合,形成化学工程模型库,用以搭建工艺流程;对搭建的单元操作模型采用实例计算,计算结果与Aspen Plus进行比较,并做误差分析,相对误差均小于5%,验证了开发的单元操作模型的准确性。

新型路面液压减速发电装置换能器的特性研究

这是一篇关于路面液压减速发电,换能器,建模仿真,AMESim,ANSYS Workbench的论文, 主要内容为近年来我国的汽车年增长速度始终处于较高水平。巨大的交通压力迫使城市交管部门大量设置减速装置，但当车辆通过减速带时却浪费了很多能量。如将这些能量收集转化并加以利用将产生巨大的效益，路面液压减速发电装置就由此而生。本文将路面液压减速发电装置中的能量转换装置换能器作为研究对象，首先介绍了路面液压减速发电装置的基本原理，对行驶中的车辆通过路面液压减速发电装置时的受力问题进行了建模计算。得到了车辆在通过路面液压减速发电装置时各个阶段的受力模型与所受力的具体大小。然后根据建模得到计算结果利用AMESim软件对换能器进行了动态性能的仿真，得到了充入蓄能器油液的体积、流量随换能器的弹簧刚度、缸筒内径变化的曲线，最后确定了符合实际应用的换能器的结构尺寸。在UG6.0中构建了换能器的三维实体模型并通过UG6.0与ANSYS Workbench12.0的嵌套关系建立实体模型，并在保证不失真的情况下将模型导入进ANSYSWorkbench12.0中进行模型的静态分析、模态分析与瞬态动力学分析。静态分析得到了换能器分别在正轧与侧轧两种工况的最大压力下换能器的整体变形云图、应力应变云图，对云图进行分析找到Y向最大变形量以及发生较大变形的部位、整体最大应力及危险部位。通过模态分析得到了换能器的前6阶固有频率、振型及共振频率。通过瞬态动力学分析得到了换能器在车辆完成一次完整性驶过运动过程的整体变形云图、应力应变云图，并对其进行分析。本文研究内容属于实际应用型，希望能够对今后日益完善的换能器的设计或相关的分析研究具有一定的参考和促进作用。

船用发动机LNG燃料供给系统建模仿真研究

这是一篇关于船用发动机,LNG供气系统,建模仿真,综合评估的论文, 主要内容为随着能源危机的加重和生态环境的恶化,国际海事组织对船舶气体的排放要求日益严格,船舶航运不得不采取相应的措施来满足法规要求。使用LNG作为船舶动力能够从源头上减少排放污染同时保证经济性,因此受到广泛关注。但是由于LNG以低温液态形式储存,需要在供气系统中将其进行汽化加热,达到一定的温度和压力后才能送至发动机进行燃烧,这与传统发动机的燃料供给系统存在较大差异。与在实际系统中研究相比,对LNG供气系统进行建模仿真研究能够对设备进行虚拟调试,缩短研发周期,降低测试验证成本,还可降低安全风险;另外基于模型可对所设计的系统开展评估以及控制策略的研究,提出设备优化配置方案为后续系统的设计提供指导。因此,对船用发动机LNG燃料供给系统开展建模仿真研究是十分有必要的。本文以此为背景,针对6M33C450-15E220NG天然气发动机设计了一套符合发动机需求的LNG燃料供给系统。根据各部分实现功能的差异,整个系统被分为多个不同的模块。对存储模块、汽化模块、BOG模块和输送模块中的主要设备和功能部件,如储罐、潜液泵、汽化器、管路等,进行了相关结构参数的理论设计计算,为设备的匹配选型提供了依据,也为建模提供了数据支撑。在获得了LNG供气系统结构参数后,根据工作原理,在AMESim软件中搭建LNG供气系统的仿真模型,对重要节点处的温度、压力、流量等参数进行观测,分析LNG的汽化过程,测试系统性能,保证各节点参数均在合理范围之内,并研究了换热介质特性对汽化效果的影响。研究结果表明,所设计的LNG供气系统模型精度大于95%,能够满足发动机的供气需求;在汽化器进口处换热介质水乙二醇的流量和温度都会影响汽化器的汽化效果。因此应该对其流量和温度进行控制,使其保持适宜的值,这对改善汽化效果,进而改善发动机性能具有重要意义。然后,为了保证发动机正常运行、降低故障发生率,对LNG供气系统的评估体系与方法开展研究,针对系统设计整个过程所涉及的相关环节进行了性能、可靠、安全、经济、环保和设计冗余等方面的综合评估,验证LNG供气系统设计方案合理性。在此基础上,提出设备优化配置方案,调整换热器、管路、相关阀门等设备和功能部件的参数使供气流量、温度等满足要求,为之后LNG供气系统设计和优化提供理论基础,具有工程应用价值。最后,为了提高LNG供气系统精度和动态响应,对LNG供气系统的控制系统进行设计。使用联合仿真的方法,先在简化模型的基础上,验证所设计LNG供气系统实时性,以实时的方式运行被控对象模型即LNG供气系统模型,精确模拟真实被控对象。再设计LNG供气系统的控制策略并仿真分析,结果表明使用PID控制能够有效减少供气量的超调,提高系统响应速度。这为后续船舶辅助系统与动力装置一体化仿真分析和优化、建立联合仿真平台提供有力支撑。

LEO卫星热状态仿真及健康评估智能方法研究

这是一篇关于卫星,建模仿真,在轨热分析,模糊推理,健康评估的论文, 主要内容为随着我国航天技术的逐步发展,低轨道卫星(Low Earth Orbit,LEO)作为高科技产物,在经济建设和国防建设中应用广泛。然而,随着航天任务的复杂化,卫星内部集成度提升,热源逐渐增多且相互之间存在干扰,达到一定程度时将严重影响卫星的正常运行。因此,对在轨卫星的热状态和健康状态进行仿真与评估分析有着重要意义。本文以LEO卫星为研究对象,通过构建热状态仿真模型实现在轨运动期间整星温度场的快速计算。同时,通过智能方法模糊推理和卫星的可重构特性对卫星的健康状态进行评估分析,并分析了典型不确定性因素影响下的卫星状态。最后搭建LEO卫星热状态仿真及健康评估系统实现了仿真结果的可视化。主要的研究工作有以下四个方面:(1)研究基于数值计算的卫星热状态建模及动态仿真方法。针对卫星热状态分析的关键问题,本文建立了卫星在轨运动模型和空间外热流计算模型,将卫星划分为外壳、散热面、内环境和n个单机共n+3个等温单元节点,综合考虑各节点间的传热关系建立温度计算模型,结合实例对卫星热状态进行仿真,对仿真结果及变化规律进行了分析与讨论。(2)提出一种基于模糊推理和可重构特性的卫星健康状态评估方法。本文对卫星的健康状态评估以“单机->分系统->整星”的策略层次展开,考虑到系统内部参数梯度变化和系统的结构特性对卫星健康状态存在影响,在单机级水平上采用智能方法模糊推理对单机健康状态进行评估,从单机级到分系统级和分系统级到整星级结合卫星的可重构特性进行健康状态评估。(3)对不确定性因素影响下卫星热状态和健康状态变化进行分析。为降低不确定性因素对卫星的不利影响,提升资源的利用率和优化系统性能,对涂层退化、热导率扰动、内热源变化和热负荷等典型不确定性因素影响下的卫星状态进行了评估与分析。(4)研制一套LEO卫星热状态仿真及健康评估系统。基于B/S架构,结合本文提出的卫星热状态模型和健康状态评估方法研制了LEO卫星热状态仿真及健康评估系统。该系统在输入所需参数和进行模糊规则设计后,以可视化的方式动态展示出热状态的仿真结果和卫星的实时健康状态变化。本论文提出的模型、算法分析的结果能够合理地反映LEO卫星在轨飞行中的热状态和健康状态实时变化情况,为卫星的热设计与健康状态评估提供参考。

复杂电子系统标准化仿真平台设计与实现

这是一篇关于电子系统,建模仿真,标准化,XML,并行计算的论文, 主要内容为电子系统是指可以完成一个特定功能的完整的电子装置,通常是由若干电子元器件或部件相互连接而成,通过相互作用来生产、传输、采集或处理电信号或信息。随着电子科学技术研究的不断深入,实体电子系统的搭建难度越来越高,尤其是对于雷达、通信等复杂电子对抗系统的构建,技术要求更为严苛,一方面场外实际操作的难度较大,系统建成后实验次数有限,另一方面,搭建战场上复杂的电磁环境不仅有很大的技术风险,也会给实际项目带来巨大的经济负担,因此复杂电子仿真系统的设计和开发对电子元件性能评估、系统模拟测试有着重大意义。现今电子建模仿真技术虽已得到了飞速的发展,但也存在诸多问题:没有规范化统一的系统框架,导致模型的复用性差,开发时存在大量的重复性工作;System Vue,Simulink等人机交互良好的可视化建模软件只能进行仿真模拟却不能生成可执行的工程代码;手动的模型代码的编写不仅过程繁琐而且工作效率低。本文针对复杂电子建模仿真系统存在的问题,给出了可视化建模仿真集成开发平台的设计与实现方法。该平台可通过拖拽操作新建模型,将模型信息及拓扑结构统一存储,通过模型输入输出端口连线生成仿真场景,并通过运行仿真批处理文件自动生成工程代码,得到仿真结果及波形绘制图。模型的设计时借鉴了面向对象的思想,从标准化、层次化、可复用的角度,采用XML标记语言并用五个关键字段对模型建立了统一、规范的描述。在此基础之上应用了基于模型驱动的代码生成技术,用户可根据自身需求自定义模型并由系统自动生成C++可执行代码框架;在仿真逻辑控制设计时,采用了基于图论的拓扑排序来决定模型串行仿真的先后顺序,并从四个层面设计了仿真计算速率提升的方案:以高效的基本线性代数操作库作为底层的矩阵运算支撑,通过显式添加Open MP指令代码进行多核并行计算加速,对可视化仿真场景中多连通分量分配多线程进行并行仿真,以消息通信接口MPI为标准的多机并行来实现系统级的联合仿真。本电子仿真平台具有良好的通用性和移植性,交互环境友好,将系统建模和代码生成功能集成在一起,使操作更加简洁高效。可视化建模仿真模块现已投入项目的实际应用,运行稳定流畅,性能测试良好,给建模仿真工作提供了一定的便利,在未来也具有很大的应用价值。