建模与仿真的VV&A方法研究

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建模与仿真的校核、验证与确认(VV&A:Verification, Validation and Accreditation)是检验建模与仿真可信性的重要途径,因此近年来得到了快速发展。文中通过对国内外大量资料的分析与研究,总结了VV&A的概念、原则、过程以及意义和发展前景;分析了VV&A和建模与仿真的关系。V&V主要是针对子模型进行检验,每个子模型都可信,不能代表整个系统可信。因此进行完V&V以后还需要进行整体系统的可信度评估。可信度评估代表整个仿真系统的可信度,以及是否可用于实际工程。因此本文先对子模型进行了检验,最后进行了可信度评估。确认了每个子模型可信,最终确认了整体系统可用于实际系统。首先,将VV&A方法应用于Mark7型舰载机的阻拦系统,分析了阻拦系统的构成、工作原理,以及各个模块之间的相互关系,并且对阻拦系统进行了建模与仿真。通过对建模与仿真过程的分析,得出了阻拦仿真系统的VV&A全过程。对阻拦仿真系统的主要模型进行了校核,从而得出了相应的可信性,为阻拦系统整体评估奠定了基础。然后,分析了VV&A方法及其应用,并重点研究了常用仿真模型的验证方法。针对Mark7型舰载机阻拦系统的仿真数据和美军试验数据进行仿真模型验证,通过验证结果对各种方法进行对比,得出了各种方法的优缺点及适用范围。其中数理统计方法是目前最成熟的模型验证方法,但是使用范围受到很多局限;谱分析方法是目前广泛使用的模型验证方法,但是只能适用于平稳信号,对非平稳信号需要进行平稳化处理;而时频分析方法适用于非平稳信号,可以分析频率随时间的变化规律。最后,系统地研究了常用仿真系统的可信度评估方法,并且重点介绍了模糊综合评判法、层次分析法以及模糊层次评估法,并将模糊层次评估法用于阻拦仿真系统的评估。分析了阻拦仿真系统的主要性能指标,并将这些指标进行分层,从而对阻拦仿真系统进行了整体评估。不仅评估了阻拦仿真系统的可接受性,也证明了该方法的实用性。由于VV&A方法的计算量大,过程复杂,因此编写了相应的软件工具,对该软件工具进行了介绍与说明,并应用到了该阻拦仿真系统。
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