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计算机仿真
计算机仿真

吴连伟

月刊

1006-9348

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010-68767186

100037

北京海淀阜成路14号

计算机仿真/Journal Computer SimulationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊旨在促进我国仿真技术交流和发展，既总结过去、探索基础理论，又跟踪发展前沿，重点报导仿真应用成果。现已是中国科技论文核心期刊。于2003年被《中国科学文献计量评价研究中心》评为优秀期刊。同时被选入中国学术期刊（光盘版）文献检索系统、中国科学引文数据库、中国核心期刊数据库。现已成为仿真技术领域中优秀期刊。
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    天津既有住宅自然通风调控模式有效性研究

    李媛李沃衍舒平
    333-336,501页
    查看更多>>摘要：为提升既有住宅夏季自然通风有效性，设计了基于室内外温度变化的反馈开窗控制模式，对比无调控开窗和分时段开窗控制模式，利用FLUENT软件分别进行室内风环境模拟。以满足室内适应性平均热感觉指标(APMV)一级的时长百分比，和温度平均绝对偏差值(MAD)为评价指标，通过分析室内风热环境的仿真结果发现自然通风成效与开窗控制模式的规律，以及在不同调控策略下的差异化表现。实验结果显示，相较于无调控开窗和分时段开窗控制模式，温度反馈开窗控制模式下室内APMV一级百分比分别提高了9。09%和6。06%，MAD数值分别提高了0。19℃和0。1℃，温度反馈开窗控制模式能够更大幅度地提升自然通风有效性和室内热舒适度，但三种模式下住宅室内热舒适的分布规律相同。

    自然通风室内热舒适外窗动态控制

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    基于改进等速趋近律的PMSLM无传感器控制研究

    武新章孟志杰樊珂张冬冬...
    337-343页
    查看更多>>摘要：在永磁同步直线电机无传感器控制中，滑模观测器在运行过程中会出现明显的抖振现象，如何削弱抖振、提高无传感器控制系统的滑模观测器控制精度成为滑模控制应用的一大难题。提出了一种基于改进等速趋近律的滑模观测器，将符号函数替换为具有光滑连续特性的双曲正切函数，并且在正交锁相环中引入模糊PI来对动子速度、位置信息进行估计。通过在Matlab/Simulink中搭建永磁同步直线电机的无传感器控制系统模型，对所设计的滑模观测器运行效果进行仿真验证。结果表明，上述方法能够有效的削弱系统的高频抖振，同时能够提高控制精度，控制效果良好。

    直线电机无传感器控制新型滑模观测器正交锁相环

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    基于图神经网络的人工自然语言语义挖掘仿真

    周显春喻佳
    344-348页
    查看更多>>摘要：语义挖掘工具可从批量非结构化人工自然语言文本数据中准确提取有用信息，但是由于网络环境文本具备半结构化、多尺度、海量、复杂关联等属性，导致文本数据通常维度较高，且仅有小部分节点存在明确标签，因此语义挖掘难度较大。提出基于图神经网络的人工自然语言语义挖掘方法。结合多头注意力机制和半监督图卷积神经网络对人工自然语言文本降维处理。联合改进的模糊C均值聚类算法和免疫单亲遗传算法，构建人工自然语言语义挖掘算法。实验结果表明，研究方法的聚类纯度、准确率和召回率均高于 95%，说明上述方法的应用性能较优。

    图神经网络人工自然语言语义挖掘多头注意力机制

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    防沉板结构吊装入水作业动力学时域仿真

    鞠朋朋郭睿男李隶辉阴炳钢...
    349-354页
    查看更多>>摘要：针对防沉板结构物吊装入水作业中吊绳拉力和结构物运动响应问题，建立钢制防沉板、水下分布单元和管汇离散为圆柱的吊装入水时域模型。依据规则波吊装入水作业吊绳拉力结果确定防沉板结构入水过程中危险吊装状态的范围。进一步通过不同悬停吊装下不规则波的砰击，分析拉力的动态响应，确定防沉板结构物吊装的最危险状态。研究最危险状态下吊绳拉力动态放大因子和水动力随不规则波的时域和频域变化规律。结果表明，钢制防沉板的裙板浸没0。2m附近时的状态最危险，此时吊绳的动态响应最大。在最危险状态下，吊绳拉力的动态响应更容易受到波高的影响，且分吊绳的动态放大因子比主吊绳更小，所以分吊绳最可能发生松弛。

    防沉板吊装入水动态放大因子不规则波时域仿真

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    优化的ID3 算法在多传感器安防系统中的应用

    李爱国苏越雷鲁飞陈博...
    355-359,424页
    查看更多>>摘要：针对实物保护系统(Physical Protection System，PPSY)中单一传感器报警准确率较低的问题，提出了一种基于改进ID3的CAC-ID3(Confidence And Correlation-ID3)算法在多传感器实物保护系统中数据融合的新方法。与传统的单一传感器数据信息处理相比，多传感器数据融合能够更加准确、全面的得到被测对象的数据信息，有效地利用多传感器资源。CAC-ID3算法首先在ID3 的基础上引入属性置信度重新计算期望熵，解决属性和价值不对等的问题，克服多传感器数据分类时多值偏向的缺点，其值由经验和相关领域知识决定。然后通过引入属性间的相关度来调整信息增益值，提高分类精度。实验结果表明:基于CAC-ID3 的决策树算法的多传感器PPSY能有效提高报警准确率和可靠性，防止敌对分子入侵，提高传感器对PPSY的检测的效能，且该算法的分类精度高于ID3 算法。

    多传感器置信度数据融合

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    基于空间核反应堆事故工况下的仿真研究

    秦凯文郝鹏飞杨波刘义保...
    360-364,456页
    查看更多>>摘要：随着我国航天事业的发展，空间核反应堆电源因其功率密度大、寿命长、环境适应性强、工作性能稳定等特点，已成为未来空间探索的理想动力能源。为了研究空间核反应堆在正常运行工况和掉落事故工况下的安全性，基于中子输运计算程序OpenMC对空间核反应堆开展临界仿真研究，得到正常工况下堆芯反应性、控制鼓价值以及燃耗计算等一系列重要参数。同时模拟分析了空间核反应堆在水淹和沙埋 2 种事故工况下的堆芯反应性和中子能谱。结果表明，空间核反应堆在保持控制鼓功能正常的掉落事故工况下仍然有3000pcm左右的负反应性以防止反应堆达到临界状态，保证了空间核反应堆在此事故工况下的安全性，表明此堆芯的设计是安全可靠的。空间核反应堆仿真研究对我国未来空间核反应堆实际应用具有一定的指导意义。计算结果为空间核反应堆的安全分析和事故分析提供了重要的参考数据。

    空间核反应堆中子输运计算程序事故工况仿真计算

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    基于Gem5 的CM3 仿真器的研究与实现

    余涛刘芹赵紫微
    365-371,384页
    查看更多>>摘要：在嵌入式领域，业界主要使用ARM公司Keil系列仿真工具进行ARM嵌入式系统开发，芯片仿真是其重要功能之一。然而ARM Keil是国外商业软件，购买License价格不菲，且仿真器也是影响芯片验证和软件开发的关键技术之一。针对上述情况，以Cortex-M3 芯片为例设计了一种基于开源模拟器Gem5 的系统调用仿真方法。首先，分析Gem5 模拟器的源码结构、运行过程以及指令集仿真流程，描述Gem5 仿真原理。然后，通过为Gem5 添加Cortex-M3 寄存器和指令集支持实现Cortex-M3 在AtomicSimpleCPU的SE(System Emulation)模式下的仿真。最后，设计了灵活可扩展的指令集自动化测试工具，以验证指令功能是否正确仿真。实验结果表明，经过充分测试实现的仿真器能够正确仿真，且仿真效率较高，提供了一种开源、技术可控的Cortex-M3 的软仿真方案。

    嵌入式系统仿真开源模拟器指令集自动化测试

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    肺穿刺活检手术的术前演练系统研究

    张玉萍仲建全张劲何凌...
    372-379页
    查看更多>>摘要：为解决CT引导下经皮肺穿刺活检(Percutaneous CT-guided Needle Biopsy，PCNB)对操作者要求高、术后并发症风险高等问题，设计了一个肺穿刺活检手术的术前演练系统。首先根据8 位肺肿块患者CT图像分割出胸部重要器官，并基于分割结果建立病人各异的三维模型。在此基础上采用基于网格形变的方法实现穿刺过程中肺部软组织的形变模拟，并以Geomagic Touch X为基础，搭建了带有触觉反馈的肺穿刺活检术前演练环境。临床医生在行肺穿刺前使用本系统对这 8 位患者进行肺穿刺演练，探索合适的穿刺路径。将术前演练结果与临床实际穿刺结果对比发现两者有较好的一致性。主观问卷调查结果表明系统具有较高的真实性和易操作性。系统可用于医生进行术前演练，辅助确定合适的手术方案，提高穿刺效率和手术成功率。

    肺穿刺手术仿真软组织形变力反馈人机交互接口

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    内置式永磁同步电机的MTPA模型预测控制

    祝前越张兴华
    380-384页
    查看更多>>摘要：提出一种内置式永磁同步电机(InteriorPermanent Magnet Synchronous Motor，IPMSM)的最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere，MTPA)模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)方法。方法通过MTPA控制，建立了电机电磁转矩参考值与定子电流d、q轴分量之间的关系。在瞬态时，上述方法与传统的单矢量MPC相同，以d、q轴电流的跟踪误差作为代价函数，保持了传统的模型预测控制动态响应快的特点;在稳态时，采用双矢量MPC，减小了转矩脉动，改善了电机的稳态控制性能。仿真结果表明，与id =0 的MPC相比，给出的控制策略动态响应快，稳态转矩脉动小，铜损耗低。

    内置式永磁同步电机双矢量模型预测控制最大转矩电流比控制

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    预设性能下的输出受限船舶航向切换容错控制

    宁君张军李伟
    385-389,451页
    查看更多>>摘要：针对船舶输出受限、执行器故障不确定性和受到未知海洋扰动的船舶航向控制问题，提出一种基于切换策略的自适应容错控制方案。利用对数障碍李雅普诺夫约束航向误差并将状态输出约束在有限范围内。结合预设性能理论和反步法，针对具有不确定参数和执行器故障的船舶控制系统，将健康执行器作为备用。通过设计一套监控函数来监督航向误差的动态范围，实现了在执行器故障且故障模式未知的情况下，船舶航向控制器从故障执行器切换到健康执行器，同时满足跟踪误差的收敛性及控制系统稳定性。仿真验证了所提出算法的有效性。

    预设性能航向控制输出受限容错控制

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