软件企业内部控制体系建设研究

建立健全的内部控制体系对软件企业的长远发展具有重要意义,不仅可以帮助企业加强运营管理,降低风险,还可以提高企业的经济效益和社会效益,促进企业的可持续发展。阐述了软件企业的特征,分析了软件企业的内部控制现状和内部控制缺失的风险,并提出了相应的优化策略。

基于Modelica的交流伺服控制系统建模与仿真

永磁同步电机(PMSM)在交流伺服系统中应用十分广泛,其数学模型具有非线性、多变量、强耦合的特点。为提高建模与分析效率,并兼顾PMSM模型在复杂多领域系统中的通用性等问题,提出一种基于Modelica的交流伺服控制系统的建模方法。采用模块化建模与Modelica语言实现了PMSM的非因果建模,在MWORKS平台建立了伺服系统的仿真模型,并在位置控制、速度控制方面测试了3类典型工况。实验表明,所提方法跟随误差小、动态响应快,验证了建模方法和系统模型构建的正确性和合理性,为伺服控制系统和多领域建模与仿真技术的发展提供了新思路。

基于Modelica的半物理仿真硬件接口控制技术

针对半物理仿真(Hardware-in-Loop Simulation,HILS)中Modelica模型无法直接控制硬件设备的问题,基于Modelica研究硬件板卡接口控制模块与多领域仿真模型的统一表达技术.分析可视化模型方程表达机理,建立硬件板卡的接口模型库,从而在同一建模环境中实现多领域物理模型与硬件设备的关联,并实现Modelica离线数字仿真模型至HILS模型的直接转换,为基于Modelica的HILS应用提供技术支持.电机转速控制HILS结果表明该方法可行.

模型数据混合驱动的航天器健康监测技术

针对现有纯数据驱动的航天器健康监测技术不能覆盖非测控弧段,遥测数据有限,无法满足功能复杂化、任务多样化、在轨时间长期化的航天任务需求的问题,提出一种模型和数据混合驱动的航天器健康监测系统架构.该系统以高保真的数字化模型为基础,通过遥测数据与模型的融合,实现对航天器全时间段、连续可靠的状态监控及状态预示.本文对架构中模型实现、遥测数据与模型数据融合、故障诊断等关键技术进行详细描述,并说明在某型号航天器任务过程中的应用验证情况.

航天器地面伴飞系统遥测遥控数据接口设计与实现

航天器地面伴飞系统由遥测遥控数据接口和高精度的数字仿真模型组成.在伴飞系统工作过程中,通过数据接口实时接受在轨航天器遥测遥控数据,并注入航天器数字模型进行同步仿真,进而实现在轨航天器的地面孪生系统.对航天器地面伴飞系统中遥测遥控数据接口的设计与实现问题展开研究.对地面伴飞中涉及的遥测遥控数据标准化封装、数字模型与遥测遥控数据双向映射技术进行了介绍.给出了遥测遥控数据接口的设计与实现过程,对其中的数据对接模块、数据驱动与状态同步模块进行了详细介绍.通过实际工程案例对所设计接口进行了验证.结果表明遥测遥控数据接口工作正常,为地面伴飞系统提供了有效的数据支撑.

迁移学习在变工况方向舵故障诊断中的应用

为解决飞行器方向舵在复杂多变的工况条件下的故障诊断准确性问题,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)和基于网络的深度迁移学习(NDTL)的NDTL-CNN故障诊断方法。首先,搭建了飞行器方向舵的故障仿真模型,采集不同工况条件、健康状态下的多维传感器数据;然后,设计了CNN,其自适应地从定工况数据中深度提取特征,能够有效捕获方向舵的故障特征信号;最后,对定工况下的预训练CNN进行模型微调,将其迁移到变工况数据中进行故障诊断。实验结果表明:所提方法在短时间内将变工况下CNN的诊断精度提高了15%,最终NDTL-CNN的诊断精度为97.7%,达到了在复杂多变的工况条件下精确辨识方向舵的健康状态。

基于Modelica的并联多通道系统流动不稳定性仿真研究

在核反应堆堆芯并联通道中,流动不稳定性会导致临界热流密度(CHF)明显下降或使堆芯燃料组件产生机械振荡,从而危及反应堆正常运行。为了解决该问题,在参考某高温高压汽水两相热工水力实验装置的基础上,基于NUMAP软件搭建了并联双通道系统模型进行流动不稳定性仿真研究。实验表明,当并联通道数分别为2、3、4时,通过仿真计算相同工况条件下并联多通道系统流动不稳定性边界,流动不稳定性边界计算误差不超过±5%,验证了存在多个并联加热通道时采用并联双通道结构即可获得其流动不稳定边界,证实了该软件对流动不稳定性现象的瞬态分析能力。

数字孪生技术在飞机设计验证中的应用

随着工业4.0技术的发展,数字孪生技术正在不断渗透到工业生产和新产品研发的各个领域,并为新产品研发带来综合性能整体优化、研发成本降低、研制周期缩短等优势,是提升新产品市场竞争力的重要手段。在现代民用飞机研发过程中,从型号需求、初步定义、详细设计、生产试制、试飞取证和运营维护等产品全生命周期内,都可以利用数字孪生技术,实现虚拟和物理的无缝对接,尤其在飞机设计验证方面,更可以做到更优、更广、更快、更省。然而,在我国民用飞机研制项目中,还未形成数字孪生应用体系。本文通过对飞机架构模型设计、多模型构架集成以及模型参数辨识和验证几个方面,对数字孪生技术在飞机设计验证过程中的应用技术进行了探讨。经研究发现,数字孪生技术对飞机型号研制各阶段的设计验证,尤其是集成试验验证提供了重要的指导作用和技术支持,为民用飞机适航验证和运维服务提供了更快、更经济、更强有力的支持与保障。

模型“建评管用”数字化交付模式方法研究

面向数字化工程生态中产品数字化与过程数字化的需求,针对模型建设方面标准不统一、粒度不匹配、专业难集成,模型评价方面要求不明确、标定工作量大、评价缺乏体系,模型管理方面缺乏协同环境、版本控制、权限控制,模型应用方面仿真任务、应用流程与型号未贴合等问题,提出了模型“建评管用”数字化交付模式方法。主要内容包括多专业多层级模型构建方法、多维度多阶段模型评价方法、跨组织跨地域模型管理方法和多场景多模式模型应用方法,以模型为载体,以“建评管用”为循环回路,以数字化交付为抓手,推动复杂装备研制模式变革。

支持Modelica模型的半物理仿真系统设计及关键技术

针对当前基于MATLAB/SIMULINK的半物理仿真(Hardware-in-Loop Simulation,HILS)系统中不支持多领域建模、联合仿真模型转换过程复杂且存在误差等问题,提出基于Modelica和建模仿真软件MWorks进行HILS的方法,分析其所涉及的建模方法、实时仿真接口和代码生成等关键技术,并以此为基础构建支持Modelica模型的HILS.以前起落架转向系统和起落架收放系统为应用实例,建立HILS平台,对该方法进行验证.仿真结果表明该方法可行,结果可信度高.

基于Modelica语言的飞机飞控系统虚拟样机构建、验证及工程应用

飞机飞行控制系统是典型的包含控制、电学、液压、机械等多领域的复杂系统。该文针对飞机飞行控制系统提出并实现了一套基于Modelica语言的多领域模型构建、仿真分析、代码生成的流程方法。针对某型飞机飞行控制系统基于Modelica语言进行了多领域模型统一实现,并通过试验/试飞数据对模型进行了仿真分析与验证。再通过功能模型接口(Functional Mockup Interface,简称FMI)技术将所构建的系统模型生成模型实时代码,并在工程模拟器中得到了工程验证。提出的针对系统设计建模、仿真分析、代码生成与半物理应用一体化的方法流程贴合研发过程,符合设计人员使用习惯,并充分发挥了模型在设计过程中的价值。仿真示例的分析结果以及工程模拟器试验均验证了本流程方法的有效性。

一种液体火箭发动机试车启动过程故障预警方法

针对某液体火箭发动机地面试车启动过程中故障样本数据稀少、故障预测和故障部件定位等问题,提出了一种基于注意力机制的卷积神经网络和长短时记忆网络的故障预警方法。首先,搭建了液体火箭发动机系统仿真模型,采用参数故障注入方法获取启动阶段的正常/故障样本;其次,通过卷积神经网络从输入样本中捕获局部特征,利用长短时记忆网络从特征中提取时序特征,进而预测出监测参数的潜在变化趋势;最后,基于故障诊断模型定位故障部件,实现发动机启动过程的故障预警。实验结果表明,该方法能够有效地对该火箭发动机启动阶段故障进行预警,具有工程应用价值。

基于Modelica与Julia的气-热-电综合能源系统动态特性分析

综合能源系统实现了多种能流的综合管控与协同优化,是未来社会能源系统发展的必然趋势,研究综合能源系统动态特性对综合能源系统科学管理具有重要意义。目前,针对综合能源系统建模仿真的研究已取得很多有价值的成果,但对综合能源系统网络动态传输过程的模拟还存在诸多不足,尤其是特殊流动现象还无法得到很好的模拟。因此,以气—热—电综合能源系统为研究对象,采用模块化的建模方法,基于Modelica和Julia语言建立充分考虑网络动态特性的电—气—热综合能源系统模型,并对输气管道的快瞬变流、慢瞬变流特性以及传输过程的“水锤”“热惯性”等现象进行模拟验证。最后,对综合能源系统负荷变化时不同能流之间的动态响应情况进行仿真分析。结果表明,该方法对描述综合能源系统的网络动态特性以及不同能流之间的动态响应均有良好效果,研究结果可支撑综合能源系统运行优化及多主体在线能流分析等研究,为提高综合能源系统的科学管理能力提供依据。

基于Modelica的卷包车间生产物流建模与仿真研究

针对中烟工业企业卷包车间生产物流前期规划问题,基于Modelica语言对卷包车间生产设备和物流设备进行模型化表达和模块化封装,以逻辑关系类模型为核心,构建一套可重用、可扩展的适用于卷包车间生产物流的模型库。同时以某卷烟厂卷包车间两条产线改造升级为例,搭建了包括卷接机、装卸盘机、包装机以及相关托盘、自动导向车在内的产线级系统模型,研究了自动导向车参数、托盘配比对生产的影响,并给出优化参数,用于指导产线改造,避免系统性资源浪费风险,为后续工厂级多领域建模探索出一条道路。

基于Modleica的操纵稳定性实时仿真方法研究

针对传统汽车操纵稳定性设计中缺少经验导致参数匹配不合理、数字仿真分析模型建立过程复杂、数字仿真模型与实时仿真验证模型不一致等问题,在汽车操纵稳定性原理分析基础上,建立了基于刚体力学理论的三自由度操纵稳定性数学模型;采用Modelica语言的陈述式建模方法建立了其数字仿真模型,简化了建模过程;通过Simulink中Modelica模型导入接口,建立了其实时仿真模型,实现了数字仿真模型直接转换为实时仿真模型,为操纵稳定性实时仿真验证提供了技术支持,并以某型号车辆操纵稳定性分析为对象,对该方法进行了应用验证。

发展数字化工程,实现航天装备数字化

数字化是新兴的技术变革,装备数字化首当其冲。为了探索航天装备数字化的方向路径,简要概述了装备数字化的发展过程,分析了航天数字化现有基础与不足,据此结合数字化技术发展趋势,提出了装备数字化的发展方向,建议通过发展自主可控的新一代数字化工业软件,建设自主可控的装备模型库体系,培育自主可控的装备数字化工程生态,支撑航天装备的数字化发展与业务流程的数字化转型。

基于Modelica的半物理仿真代码生成方法研究

针对当前复杂机电系统的多领域模型不支持半物理仿真或者已有半物理仿真工具无法建立复杂机电系统多领域模型的问题,围绕目标代码生成这一关键技术,提出了两种由Modelica模型生成半物理仿真代码的方法。首先深入研究了Modelica模型直接代码生成技术,并详细描述了其实现过程。其次介绍了基于Simulink的联合建模方法及间接代码生成过程。最后通过示例对两种代码生成方法分别进行了应用验证。

太阳电池阵火星环境发电建模仿真

火星表面环境与近地空间环境有很大的不同,火星表面太阳电池阵发电受光照强度、火星尘、温度、太阳散射等因素影响,具有较大的复杂性。在调研国内外研究及探测成果的基础上,通过试验与建模计算相结合的方式,提出了一种火星表面太阳电池阵发电计算建模方法,建立了相应的仿真计算模型,应用于中国首次火星探测任务太阳电池阵设计及发电功率预算,成为整器能量平衡分析及设计的依据。该计算建模方法可为后续火星探测及其它深空探测任务提供参考。

面向半实物仿真的液压起落架信号模拟系统设计与实现

为在起落架系统的半实物仿真中模拟起落架控制系统所需的所有航电、飞控信号,利用ARINC429板卡,在LabWindows/CVI平台上设计实现了液压起落架信号模拟系统。通过与仿真目标机的联合调试,验证了模拟系统的有效性,为起落架系统的半实物仿真模拟信号提供了一种方法。

基于Modelica的起落架半物理仿真设计与实现

飞机起落架系统涉及机械、液压和控制等多个领域,采用传统的单一领域仿真软件无法实现其系统级建模及半物理仿真分析。通过研究建立基于Modelica语言的起落架半物理仿真平台,为起落架系统开发提供统一的多领域系统建模仿真环境,实现了起落架的系统级统一建模,并实现了支持Modelica模型的半物理仿真应用,可以用来指导起落架的总体设计及验证。