一、实时仿真算法的研究进展（论文文献综述）
汪然[1]（2021）在《基于FPGA的光伏并网系统建模与实时仿真技术》文中研究表明由于传统的化石燃料的大量消耗造成能源短缺和环境污染,需要发展新的清洁能源,光伏并网系统正是将太阳能转化为电能的电力电子系统。使用电力电子半实物实时仿真技术可以有助于减小电力电子系统的研发周期和成本,论文以光伏并网逆变系统为对象研究建模及其实时仿真算法,并进行了实验验证。相比商用的实时仿真器,本文搭建的实时仿真平台不仅在成本上有优势,而且也能打破国外的技术垄断。全文的主要研究内容有:1)概述了本课题研究的背景和目的,光伏并网系统以及实时仿真技术的发展现状,以单相双级式的光伏并网系统为对象,分析了主电路的工作原理及其数学模型,如光伏电池模型,逆变器模型等。2)根据开关电路建模方法——二值L/C开关等效方法建立了光伏并网系统的离散迭代模型,并给出了该开关等效方法的参数取值公式。针对二值L/C模型中的开关暂态误差,本文优化了开关模型参数Gs。Matlab/Simulink的离线仿真表明:本文建立的光伏并网系统主电路的数学模型是正确的,且优化参数可以减小L/C模型的暂态误差。3)基于FPGA和System Generator设计了电力电子系统的实时仿真的算法。传统的基于节点分析法的实时仿真算法存在局限性,如只能求解电路中的节点电压状态量,论文对该方法进行了优化:使用了改进节点法求解实时仿真中的支路电流信息量,并通过简化单步长内模型迭代的中间计算过程提高了实时仿真的效率。4)搭建了基于FPGA的实时仿真平台,并进行了光伏并网系统的实验。通过与离线仿真的结果对比,实时仿真器准确地模拟了光伏并网系统的运行状况,验证了本文的实时仿真建模与算法的正确性。
汪然[2]（2021）在《基于FPGA的光伏并网系统建模与实时仿真技术》文中指出由于传统的化石燃料的大量消耗造成能源短缺和环境污染,需要发展新的清洁能源,光伏并网系统正是将太阳能转化为电能的电力电子系统。使用电力电子半实物实时仿真技术可以有助于减小电力电子系统的研发周期和成本,论文以光伏并网逆变系统为对象研究建模及其实时仿真算法,并进行了实验验证。相比商用的实时仿真器,本文搭建的实时仿真平台不仅在成本上有优势,而且也能打破国外的技术垄断。全文的主要研究内容有:1)概述了本课题研究的背景和目的,光伏并网系统以及实时仿真技术的发展现状,以单相双级式的光伏并网系统为对象,分析了主电路的工作原理及其数学模型,如光伏电池模型,逆变器模型等。2)根据开关电路建模方法——二值L/C开关等效方法建立了光伏并网系统的离散迭代模型,并给出了该开关等效方法的参数取值公式。针对二值L/C模型中的开关暂态误差,本文优化了开关模型参数Gs。Matlab/Simulink的离线仿真表明:本文建立的光伏并网系统主电路的数学模型是正确的,且优化参数可以减小L/C模型的暂态误差。3)基于FPGA和System Generator设计了电力电子系统的实时仿真的算法。传统的基于节点分析法的实时仿真算法存在局限性,如只能求解电路中的节点电压状态量,论文对该方法进行了优化:使用了改进节点法求解实时仿真中的支路电流信息量,并通过简化单步长内模型迭代的中间计算过程提高了实时仿真的效率。4)搭建了基于FPGA的实时仿真平台,并进行了光伏并网系统的实验。通过与离线仿真的结果对比,实时仿真器准确地模拟了光伏并网系统的运行状况,验证了本文的实时仿真建模与算法的正确性。
吴泽阳[3]（2020）在《基于分段处理的间断动力学系统实时仿真算法研究》文中提出本文针对间断动力学系统实时仿真算法进行了研究,在对间断动力学系统进行实时仿真的时候,常规的数值仿真算法不能很好的处理间断区间。本文构造了一种基于分段处理的间断动力学系统实时仿真算法,提出了将间断区间分为两段区间分别处理的思想。利用五级四阶实时连续龙格-库塔（R-K）公式预测间断点,构造Hermite插值多项式,求出间断点,并以间断点为界限,将间断区间分为两段区间,对这两段区间分别使用二阶R-K公式进行计算。以间断点在间断区间所占位置比例来计算两段区间步长,保证间断区间的步长与连续区间一样,满足了实时仿真定步长的要求。该算法结构简单、计算量较小。本文中运用Brent,s方法求解Hermite插值公式的根,以Hermite插值公式的根来代替间断点。之后建立了多小球碰撞二维模型和三维模型,详细分析小球碰撞的情况,运用该实时仿真算法计算多小球碰撞模型以及实现多小球碰撞二维模型的可视化。以下是本文的主要研究内容:（1）第一章对实时仿真算法的研究背景和意义进行阐述。（2）第二章介绍了构造实时仿真算法的基础理论,介绍了Hermite插值多项式,详细讲述了一阶R-K公式到四阶R-K公式的推导过程。（3）第三章构造了一种基于分段处理的间断动力学实时仿真算法,总结了间断问题的分类,详细介绍了实时仿真算法的具体步骤。（4）第四章介绍了Brent,s方法的原理,运用本文所构造的实时仿真算法对自由落体运动模型进行计算,并分析其误差。（5）第五章主要是建立多小球碰撞二维模型和三维模型,运用第三章所构造出来的实时仿真算法来计算多小球碰撞二维模型和三维模型。在多小球碰撞二维模型和三维模型实时仿真计算中,分别进行多组仿真,能清楚的分析出各个小球的速度和位置信息,之后根据计算出来的位置和速度信息做出了二维模型的可视化。仿真结果没有出现小球穿越边界和小球之间重叠现象,说明了本文提出的实时仿真算法能够达到预期的效果,证明了该实时仿真算法能够适用多小球碰撞二维模型和三维模型。
黄磊[4]（2020）在《3D画笔建模及虚拟触觉绘制过程控制方法研究》文中进行了进一步梳理无论从企业层面还是从普通消费者的层面来讲,产品外观设计在现代工业零部件或消费类产品概念设计阶段均占有越来越重要的作用。产品外观概念设计,包括产品总体外形设计以及该产品外表面的美观装饰,通常主要借助计算机辅助工业设计（简称CAID）的方法来完成。对于设计师来讲,CAID技术已成为一种能快速完成各种工业产品零部件外观创新设计和展示产品功能的有效方法。传统的CAID技术采用全局纹理映射方法实现从二维图形到三维模型外表面的转换,借以实现3D产品外表面的美观装饰。然而,从2D图形到3D物体复杂外表面的纹理映射过程很容易引起原有2D图形不可控扭曲、走样,且纹理映射施加过程既繁琐又易耗用过多的计算机内存资源。在产品外观创新设计中,设计师瞬间灵感扮演着非常重要的作用,而纹理映射技术需要映射二维图形到虚拟三维物体外表面,其过程僵硬,妨碍了设计师去自由随意捕捉设计灵感。伴随着绘画、书法等一系列带有特定风格化的虚拟绘制技术深入发展,直接在三维表面进行绘制和装饰的技术开始得到越来越多的关注。针对以上问题,本文提出了一种新型的变刚度3D画笔仿真模型及三维物体模型表面触觉绘制过程控制方法,主要研究内容如下:（1）深入分析了实际绘制过程中力对画笔工具弯曲变形的影响机理,综合研究了画笔笔杆的施加弯矩、绘制表面摩擦力、笔头湿度与3D画笔实时变形的内在关系,提出了一种新型的基于变刚度与弹塑性3D画笔力反馈仿真模型。首先采用弹塑性弯曲虚拟弹簧振子模型构建画笔力学模型,仿真画笔受力与画笔弯曲挠度位移、转角之间的关系。根据待绘制物体表面实际材质特性确定对应的动态摩擦系数,结合弯曲变形微分方程求解得到绘制表面对画笔笔头的反力,实时计算3D画笔与虚拟物体表面间的动态摩擦力。基于笔杆受力、绘制表面摩擦力、运笔速度、笔头湿度等物理量构建画笔笔头分叉的仿真模型。通过分解画笔为中心骨架与蒙皮的三角网格表面构建了 3D画笔几何模型。基于画笔所受弯矩、绘制表面摩擦力,利用改进的基于均值骨架驱动的三维网格变形技术实时模拟了画笔中心骨架弯曲变形及相应的笔头表面变形,实现了力对画笔弯曲变形的动态控制。（2）虚拟二维笔道绘制控制方法研究。首先,根据运笔过程中画笔受力与画笔变形的关系,建立了单次采样时刻弯曲变形的虚拟3D画笔与虚拟绘制平面相交时的空间几何关系模型,并结合真实绘制中的笔触图样,运用有理B样条技术拟合出类似“雨滴”的笔触形状。用户使用力反馈设备的铁笔控制绘制系统中虚拟画笔行为,画笔笔触沿着运笔方向顺次叠加生成各种风格的二维笔道效果。（3）特殊笔道效果绘制控制方法研究。①触觉绘制过程笔道颜色控制方法。基于KM颜色光学理论提出了一种虚拟绘制过程中笔道水墨颜料颜色控制方法。采用KM光学理论基本微分方程推导得到任意颜料厚度为D时的相应反射系数与透射系数计算公式。以颜料的两个关键光学参数（反射系数与透射系数）为切入点,依次构建了单一颜料颜色仿真算法、多种颜料混合下的“调色”仿真算法、多层颜料叠加时的“罩色”仿真算法。建立了宣纸上所绘制颜料的反射率与颜料颜色亮度值（R,G,B）转换的计算方法,实现了对绘制笔道着色效果的实时存储。②触觉绘制过程笔道水墨扩散效果控制方法。提出了一种新颖的三维绘制水墨颜料传输与扩散行为控制模型。首先,研究了二维表面水墨颜料扩散机理,以此建立了一种基于纸元的宣纸纤维结构模型;建立了画笔与宣纸表面间的水墨颜料传输过程仿真模型,基于非稳态扩散第二定律建立了宣纸表面水墨混合液中水粒子扩散运动微分方程,仿真了水粒子在宣纸表面的实时扩散行为;通过引入动态扩散系数,建立了颜料粒子对流扩散微分方程,仿真了颜料粒子在宣纸表面水墨混合液中的扩散行为;建立了笔头及宣纸表面的水蒸发微分方程,实现了有效的蒸发过程模拟。提出了颜料粒子“沉积率”的概念,并给出了沉积率计算的半经验公式,仿真了颜料粒子在宣纸纤维中沉积及固化后的“粒状”现象。（4）研究了虚拟物体表面三维笔道实时触觉绘制控制方法。通过采用优化的混合八叉树层次包围盒技术与多线程动态任务分配并行计算技术保证了虚拟画笔与虚拟物体表面的实时、高效、精确的碰撞检测。利用一种“加权的平均距离”算法,实现了笔头与虚拟物体表面间的触觉力模拟,仿真了绘制过程中笔头碰触3D表面时的触感。研究了一种球扩展操作算法建立了弯曲画笔的最小包围球。基于最小包围球计算得到了虚拟投影平面的平均法矢及空间位置。研究了一种局部实时映射技术,可将虚拟平面上的2D笔触实时映射到虚拟三维物体表面,得到虚拟三维笔触。通过控制画笔受力,沿着绘制方向将每个采样时刻得到的不同大小、形状的三维笔触叠加便得到虚拟三维笔道。虚拟绘制中,艺术家通过实时触觉与视觉反馈,“有意”控制虚拟绘制行为,创作出满足艺术要求的三维模型表面笔道绘制效果,提高了三维表面绘制过程自由度和真实感。（5）三维触觉交互绘制系统实时性优化研究。为保证虚拟绘制过程中系统的实时性性能,开展了触觉绘制系统实时性优化研究。首先深入分析并给出了触觉绘制中力反馈响应频率的合理设定规则。然后考虑了画笔动态采样时间对绘制系统运行过程实时性性能的影响,通过实时优化虚拟画笔动态采样时间Δt,并集成多线程并行处理技术,有效提高了触觉绘制系统运行时的总体流畅性、实时性。
宋佳阳[5]（2020）在《高速铁路环境下智慧协同网络组件建模及联动方法研究》文中认为随着移动互联网逐渐渗透到社会经济的各个方面,高质量、泛在的移动互联网接入逐渐成为现代生活不可或缺的重要部分。然而,目前在高速铁路场景下仍难以为用户提供与低速或静止环境中一致的网络业务体验。针对这一问题,本论文构思和设计基于智慧协同网络的新型高速铁路环境下网络高效接入机制。论文围绕以下三个问题展开研究工作:1)应用于高速铁路环境的智慧协同网络中无线网络行为特征研究;2)应用于高速铁路环境的智慧协同网络中数据传输性能分析;3)高速铁路环境中基于智慧协同网络的无线网络资源高效并行利用。论文的主要工作和创新点如下:针对研究问题一,本文针对高铁场景下智慧协同网络中的无线网络行为进行了实地测试、模型建立和仿真预测。首先,本文在一高铁区段内进行了大量的无线网络行为实地测试,并通过统计分析揭示了该环境下无线网络行为的一种周期性变化规律。然后,本文引入了一种通用参考模型来模拟高速铁路环境下无线网络行为的周期性变化规律,并利用隐性马尔可夫链对该通用参考模型进行数学描述。最后,本文根据该隐性马尔可夫模型提出一种改进的无线网络行为仿真算法,利用该仿真算法可以较高的准确率来预测高铁环境下智慧协同网络中的无线网络行为。针对研究问题二,本文在智慧协同网络框架下,针对高铁环境中通过多种无线网络并行传输的数据流展开性能分析与建模,讨论行为复杂多变且彼此之间差异较大的多种无线网络对并行数据传输性能的影响。首先,本文阐明了无线网络异构性的概念,并通过实地测试展示了高铁环境中异构无线网络间巨大的行为差异程度,初步分析了异构无线网络行为差异对于并行数据传输性能的影响。然后,本文引入一种通过多个异构无线网络并行传输数据的网络通信模型,以平均吞吐量为性能分析指标,对通过该网络通信模型传输的数据流性能进行建模分析,根据所得性能分析模型定量分析了异构无线网络行为差异性对并行传输数据流的负面影响。分别通过仿真实验和实地测试验证了该性能分析模型的准确性。最后,进一步分析了异构无线网络间不同种类行为差异对并行数据传输性能的影响,分析结果表明时延行为差异产生的负面影响比速率行为差异更大。针对研究问题三,本文提出了基于行为的“先聚类后联动”方法,设计了高铁环境下智慧协同网络中的无线网络聚类联动机制,在智慧协同路由器上实现该机制,并在高铁移动环境下进行实地测试。首先以速率优先传输族群为例,分析了如何选取无线网络行为特征作为聚类度量。之后提出一种适用于高速铁路环境下的无线网络混合聚类算法,并具体介绍该混合聚类算法在高铁场景下的具体实施方法。然后提出一种面向高速铁路环境的无线网络联动转发机制,该机制通过服务-族群映射和族群内转发策略确定数据转发路径,并将转发控制信令内嵌到数据流中,使之通过相应的目标无线网络传输。之后介绍了根据上述无线网络聚类联动机制自主研发的智慧协同路由器,从实体域和行为域两个角度介绍了内部模块设计。最后,通过在真实高铁环境下进行的实地测试评估聚类联动机制中的变量取值、策略选取与实际效果。测试结果表明相对于传统网络接入方案,采用了无线网络聚类联动机制的智慧协同路由器可显着增加高铁列车接入带宽,提高了无线网络资源利用率。通过上述对基于智慧协同网络的新型高铁环境下网络高效接入机制的研究,本文为高速铁路环境下移动互联网的研究探索提供了一种可行的新思路。
张雅斓[6]（2020）在《基于物理及数据驱动的非牛顿流体动画》文中研究表明流体现象广泛存在于自然界、日常生活以及工业生产中。对流体现象的仿真,即流体动画,在计算机图形学领域一直是研究热点。随着技术的发展,人们开始追求具有更高真实感、更宏伟的仿真场景、实时高效的流体动画效果,基于物理的流体动画技术应运而生。传统流体动画技术已经可以逼真地模拟牛顿流体的流动现象,本文将这一技术扩展至非牛顿流体动画,针对模型表达能力有限、数值计算复杂、流体-固体交互困难、大场景仿真计算耗时严重等方面的不足,围绕非牛顿流体算法加速、边界处理、大场景仿真加速三个方面展开研究,提出了一系列针对非牛顿流体动画的仿真算法。本文的主要工作包括:1)针对非牛顿流体动画的仿真效率低、数值稳定性差的问题,提出了基于预估-矫正方法的非牛顿流体仿真加速算法。该方法首先根据外力预测流体粒子速度,然后通过为每个流体粒子设定一个独立的强度系数进行校正,使每个粒子在局部区域满足不可压缩条件,迭代地求解以满足全局不可压缩性;之后根据预测的速度场进行黏性应力张量项的校正和求解,迭代至黏度稳定后,采用半隐式欧拉方法对每个粒子下一时刻的位置进行更新。该方法能够使仿真动画在大时间步长下具有更高的数值稳定性,极大地提升了仿真效率。2)针对已有的非牛顿流体预估-校正方法中边界条件不合理,导致仿真流体物理特性丢失的问题,提出一种适用于预估-校正方法下非牛顿流体仿真的边界处理方法。将固体采样为单层边界粒子,在统一粒子框架下进行边界粒子与流体粒子的交互,并将其应用在已有的基于预估-校正的非牛顿流体仿真算法框架下。该方法能够通过调节参数全面地展现非牛顿流体的物理特性,提供具有良好真实感的非牛顿流体-固体耦合动画。3)针对传统流体动画方法中大场景仿真计算量大、仿真慢、占用内存高的问题,提出了数据驱动的大场景仿真加速方法,从SPH流体动画仿真数据中学习流体动力学并实现大场景仿真加速。该方法具有较好的准确性和稳定性,能够合理预测具有随机初始状态的各种流体仿真场景的速度场;能够用小场景的数据集训练好的模型预测同类型大场景流体仿真的速度场,既解决了传统流体动画仿真方法进行大场景仿真时速度慢内存消耗大的问题,又解决了其他数据驱动算法需要大量大场景数据集才能进行模型学习的问题,在保证预测合理性的基础上,在加速大场景动画仿真方面具有可观的性能。
刘晨珺[7]（2020）在《虚拟训练场景的雨雪实时仿真》文中进行了进一步梳理随着计算机技术的飞速发展,虚拟现实技术已经广泛地应用在军事、医疗、科研和教学中。雨雪环境仿真是虚拟训练场景的重要组成部分,也日渐在虚拟现实仿真中得到了重视和发展。随着对视觉沉浸场景的需求提升,雨雪仿真的真实性三维渲染技术成为研究的热点和难点,主要体现在对大雨和大雪的仿真以及对于雨雪粒子个体之间不规则性的渲染。为了实现实时的雨雪环境仿真,本文重点研究了基于二维纹理映射的雨雪仿真关键技术和方法。主要工作如下:首先,提出了利用条纹图和噪声图叠加的方法仿真雨滴轨迹。对比基于粒子个体渲染仿真方法,本文提出的条纹图和噪声图叠加方法能够实现对雨滴轨迹的仿真,并且能够实现大雨场景的实时仿真。其次,提出了基于不同步长m的噪声图叠加方式仿真雪花粒子。与基于粒子系统的仿真方式相比,本文提出的不同步长m的噪声图叠加方法能够仿真出雪花粒子之间的差异。最后,本文提出了多层渲染的方式,不仅将二维雨雪仿真的不规则效果增强,并且还能够仿真出增强视觉沉浸的透视效果,在二维仿真的基础之上仿真出立体效果。将这个技术通过Unity3D平台应用在户外仿真场景中,在户外无雨雪场景加入本文提出的雨雪仿真场景,三维渲染损耗影响不超过5帧/秒。这表明本文提出的基于二维纹理映射的实时雨雪仿真方案,可以保证实时性渲染,对场景性能负担小。
朱阳舟[8]（2020）在《红外成像系统物理效应实时仿真技术的研究与实现》文中研究说明随着红外成像仿真技术研究的不断深入,当今人们越来越关注如何进一步提高仿真结果的准确性,同时仿真实时性也成为了评价仿真技术的关键指标之一。相比于传统的以计算机作为仿真平台的全数字红外仿真技术,本文以红外成像系统模拟器为研究平台,在模拟器硬件平台上进行红外成像系统物理效应仿真技术的研究,凭借着FPGA的高速并行运算能力和流水线算法设计思想,极大地提高了仿真速度,满足仿真实时性的要求。首先,本文简要介绍了红外成像系统的工作原理,并对红外成像系统物理效应进行了理论分析,经过一定的近似与合并,将凝视型红外成像系统的成像物理效应总结为六大类:光学头罩加热特性、光学系统空间响应特性、非线性响应特性、调制传递特性、非均匀性响应特性和噪声特性。根据不同物理效应的成像特性,对各类成像物理效应的模拟方法进行了研究。更进一步地,介绍了红外成像系统物理效应仿真平台——红外成像系统模拟器,并从模拟器的工作原理和软硬件平台进行了分析。在此基础上,总结了红外成像物理效应算法框架。其次,按照模块化思想依次实现各功能模块。系统输入输出与存储模块主要包含了 DVI输入及截断模块、成像物理效应参数存储模块、DDR2 SDRAM高速缓存模块和探测器时序输出模块。这些模块分别实现了图像的输入与截断、成像物理效应参数存储、大数据量图像高速缓冲和模拟探测器时序输出的功能;红外成像物理效应高速实时计算模块是本次设计的重点和难点,通过研究各成像物理效应的算法原理和数据流向,采用流水线设计与并行处理的方法,依次实现了对光学头罩加热特性、光学系统空间响应特性、非线性响应特性、调制传递特性、非均匀性响应特性和噪声特性的高速计算。最后,对系统整体功能进行了调试与验证。按照模块化的思想,依次对系统输入输出和存储模块进行了调试与验证。在评价成像物理效应仿真结果的准确性时,一方面利用Chipscope对各物理效应算法结果进行采样,采样结果与预期相符;另一方面对总成像物理效应进行验证,采用仿真图像与参考图像相似度比较的方式,计算出六种相似度参数,经过综合分析评价后,仿真结果与预期相符,从而验证了红外成像物理效应仿真计算结果的正确性。论文末尾总结分析了不足,并提出了优化的方向。
史文博[9]（2020）在《分散式风电建模与动态全过程仿真研究》文中指出随着分散式风电的渗透率日益上升,风电的波动性和不确定性给配电网的安全稳定运行带来了挑战。对含风电的配电网进行动态全过程仿真,是研究风电与电网交互影响的有效手段。但风电机组模型复杂、风电集群内机组数量多,使得含风电集群的配电网阶数非常高,给仿真带来困难。对此,有必要研究适用于动态全过程仿真尺度的风电模型,以及能够兼顾仿真精度与速度的动态全过程仿真技术。论文围绕分散式风电的建模与动态全过程仿真,展开了相关研究:（1）研究了适用于动态全过程仿真的风电单机模型和分散式风电控制策略建模。在分析双馈感应式风力发电系统的基本结构和运行原理的基础上,对于详细风电模型进行降阶,建立动态全过程仿真时间尺度下的风电模型,包括动态（dynamic state,DS）模型和准稳态（quasi-steady state,QSS）模型。在利用风电自身无功调控能力进行自动电压控制（Automatic voltage control,AVC）方面,给出了一种以无功输出最小为原则的自动电压控制策略,实现电压不越限下的有功输出功率最大。在电压跌落期间的有功无功控制逻辑上,给出了一种有功优先控制的策略,能够更大幅度的抬升电压。最后通过仿真对比验证了本文建立的模型和策略的有效性。（2）研究了面向动态全过程仿真的分散式风电集群多机等值建模方法。分析了双馈风电的多环控制特点,选取了能够反映风电机组运行点的分群指标。分别针对风速波动仿真场景和电压跌落仿真场景,采用层次聚类法进行分群,并给出分群数量的确定方法。接下来给出了风电机组、集电线路和负荷的等值参数计算步骤。最后,在某实际地区的配电网上搭建含高密度分散式风电的系统,检验了动态等值建模方法的有效性。（3）研究了含风电的配电网动态全过程仿真算法。分析了含风电的配电网方程的刚性特点,指出应当从采用数值稳定性高的算法、降低方程刚性度应对刚性问题。接下来给出了基于隐式梯形积分法的微分-代数方程交替求解方法,兼顾了算法的数值稳定性和程序的扩展性。提出了一种在仿真中风电动态和准稳态模型自适应切换的策略,设计了一种基于系统状态驱动的模型切换判据,进一步加速仿真。最后,在课题组自主研发的分布式发电集群实时仿真测试平台（Distributed Generator-clusters Real-time Simulation System,DGRSS）中搭建了所提模型和仿真方法,验证了所提算法能够在保证仿真精度的同时实现更快的仿真速度。
吴盼[10]（2020）在《基于CPU-FPGA平台的分布式发电系统电磁暂态建模与实时仿真》文中研究说明随着新能源和分布式发电技术的快速发展与应用,现代电力系统的电力电子化程度越来越高,分布式发电（distributed generation,DG）相关（分布式电源、微网等）领域也得到大量关注与研究。在针对含DG系统的仿真研究中,采用电磁暂态详细开关建模,准确度高,应用范围更广,但同时也存在步长要求高、计算量大的问题,给其实时仿真实现带来巨大挑战。为此,本文基于自主搭建的CPU-FPGA平台开展了多种类DGs电磁暂态建模及其实时仿真应用研究。首先,基于传统电磁暂态仿真算法（Electro-Magnetic Transient Program,EMTP）进行流程优化,进而搭建了基于NI-PXI系统的CPU-FPGA实时仿真平台进行算法实现,可保证实时仿真的准确性与实时性;接着,进行了光伏、储能及风电等多种DG的全开关详细电磁暂态建模工作以及配套控制策略研究,并借助所搭建的实时仿真平台验证了上述模型与相应控制策略的有效性;最后,考虑含多种DG接入应用场景下的实时仿真,以家庭微网应用场景为例进行实时仿真实现,对前述仿真算法与控制方案做进一步改进优化,并经实时仿真分析验证。上述研究结果表明,本文所提的优化EMTP算法流程以及所搭建的CPU-FPGA实时仿真异构平台,可用于多种类DG电磁暂态建模及其多场景应用实时仿真实现,具有较高的可靠性与有效性。
二、实时仿真算法的研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、实时仿真算法的研究进展（论文提纲范文）
（1）基于FPGA的光伏并网系统建模与实时仿真技术（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 光伏并网系统概述 |
| 1.2.1 逆变器的性能指标 |
| 1.2.2 并网逆变器的分类 |
| 1.3 电力电子实时仿真综述 |
| 1.3.1 实时仿真的研究现状 |
| 1.3.2 实时仿真的建模方法 |
| 1.4 论文主要内容与结构 |
| 第二章 光伏并网系统的架构及原理 |
| 2.1 光伏并网系统整体架构 |
| 2.2 光伏电池电路原理 |
| 2.2.1 光伏电池的输出特性 |
| 2.2.2 光伏电池的等效电路 |
| 2.2.3 光伏电池的数学模型 |
| 2.3 DC-DC升压电路原理 |
| 2.3.1 boost电路的工作原理 |
| 2.3.2 boost电路的数学模型 |
| 2.4 DC-AC逆变电路原理 |
| 2.4.1 单相全桥逆变电路的工作原理 |
| 2.4.2 单相全桥逆变电路的数学模型 |
| 2.5 LCL滤波电路原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 光伏并网系统的开关电路建模方法 |
| 3.1 开关电路建模方法 |
| 3.1.1 二值L/C开关等效模型 |
| 3.1.2 开关模型的参数选取及优化 |
| 3.2 光伏并网系统的开关电路建模 |
| 3.2.1 boost升压电路离散迭代模型 |
| 3.2.2 单相全桥逆变电路离散迭代模型 |
| 3.2.3 光伏并网系统的离散迭代模型 |
| 3.3 离线仿真验证 |
| 3.3.1 光伏电池模块仿真测试 |
| 3.3.2 boost升压电路仿真测试 |
| 3.3.3 单相全桥逆变器仿真测试 |
| 3.3.4 单相全桥逆变器并网仿真测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于FPGA的电路模型实现及实时仿真技术 |
| 4.1 基于FPGA的实时仿真器 |
| 4.1.1 实时仿真器的特点 |
| 4.1.2 FPGA的开发流程 |
| 4.2 基于System Generator的电路模型实现 |
| 4.2.1 System Generator简介 |
| 4.2.2 System Generator的数据类型 |
| 4.2.3 基于System Generator的自动代码生成 |
| 4.3 电力电子系统的仿真方法 |
| 4.3.1 基于节点法的仿真算法流程 |
| 4.3.2 实时仿真算法的优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光伏并网系统的实时仿真平台及实验 |
| 5.1 半实物实时仿真平台 |
| 5.1.1 上位机人机交互界面 |
| 5.1.2 下位机实时仿真器 |
| 5.2 光伏并网系统子模块实时仿真测试 |
| 5.2.1 boost升压电路仿真测试 |
| 5.2.3 单相全桥逆变电路仿真测试 |
| 5.3 光伏并网系统实时仿真测试 |
| 5.3.1 光伏并网系统的控制方式 |
| 5.3.2 光伏并网系统实验 |
| 5.4 实时仿真的误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（2）基于FPGA的光伏并网系统建模与实时仿真技术（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 光伏并网系统概述 |
| 1.2.1 逆变器的性能指标 |
| 1.2.2 并网逆变器的分类 |
| 1.3 电力电子实时仿真综述 |
| 1.3.1 实时仿真的研究现状 |
| 1.3.2 实时仿真的建模方法 |
| 1.4 论文主要内容与结构 |
| 第二章 光伏并网系统的架构及原理 |
| 2.1 光伏并网系统整体架构 |
| 2.2 光伏电池电路原理 |
| 2.2.1 光伏电池的输出特性 |
| 2.2.2 光伏电池的等效电路 |
| 2.2.3 光伏电池的数学模型 |
| 2.3 DC-DC升压电路原理 |
| 2.3.1 boost电路的工作原理 |
| 2.3.2 boost电路的数学模型 |
| 2.4 DC-AC逆变电路原理 |
| 2.4.1 单相全桥逆变电路的工作原理 |
| 2.4.2 单相全桥逆变电路的数学模型 |
| 2.5 LCL滤波电路原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 光伏并网系统的开关电路建模方法 |
| 3.1 开关电路建模方法 |
| 3.1.1 二值L/C开关等效模型 |
| 3.1.2 开关模型的参数选取及优化 |
| 3.2 光伏并网系统的开关电路建模 |
| 3.2.1 boost升压电路离散迭代模型 |
| 3.2.2 单相全桥逆变电路离散迭代模型 |
| 3.2.3 光伏并网系统的离散迭代模型 |
| 3.3 离线仿真验证 |
| 3.3.1 光伏电池模块仿真测试 |
| 3.3.2 boost升压电路仿真测试 |
| 3.3.3 单相全桥逆变器仿真测试 |
| 3.3.4 单相全桥逆变器并网仿真测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于FPGA的电路模型实现及实时仿真技术 |
| 4.1 基于FPGA的实时仿真器 |
| 4.1.1 实时仿真器的特点 |
| 4.1.2 FPGA的开发流程 |
| 4.2 基于System Generator的电路模型实现 |
| 4.2.1 System Generator简介 |
| 4.2.2 System Generator的数据类型 |
| 4.2.3 基于System Generator的自动代码生成 |
| 4.3 电力电子系统的仿真方法 |
| 4.3.1 基于节点法的仿真算法流程 |
| 4.3.2 实时仿真算法的优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光伏并网系统的实时仿真平台及实验 |
| 5.1 半实物实时仿真平台 |
| 5.1.1 上位机人机交互界面 |
| 5.1.2 下位机实时仿真器 |
| 5.2 光伏并网系统子模块实时仿真测试 |
| 5.2.1 boost升压电路仿真测试 |
| 5.2.3 单相全桥逆变电路仿真测试 |
| 5.3 光伏并网系统实时仿真测试 |
| 5.3.1 光伏并网系统的控制方式 |
| 5.3.2 光伏并网系统实验 |
| 5.4 实时仿真的误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）基于分段处理的间断动力学系统实时仿真算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状和进展 |
| 1.3 本文研究的主要内容及结构安排 |
| 2 构造实时仿真算法的理论基础 |
| 2.1 实时仿真算法 |
| 2.1.1 实时仿真的基本概念 |
| 2.1.2 实时仿真算法的考虑因素 |
| 2.2 一些基本的实时仿真算法 |
| 2.3 插值 |
| 2.3.1 插值的概念 |
| 2.3.2 Hermite插值多项式 |
| 2.4 R-K公式推导 |
| 2.4.1 一阶R-K公式构造 |
| 2.4.2 二阶R-K公式构造 |
| 2.4.3 三阶R-K公式构造 |
| 2.4.4 四阶R-K公式构造 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 实时仿真算法研究构造 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 间断问题的分析 |
| 3.3 实时仿真算法构造流程 |
| 3.3.1 实时仿真算法的思路 |
| 3.3.2 Hermite插值多项式 |
| 3.3.3 实时仿真算法具体步骤 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 求根法的选择和实时仿真算法实验 |
| 4.1 Brent's求根方法 |
| 4.2 实时仿真算法实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 多个小球碰撞实时仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多小球碰撞二维模型实时仿真实验及其可视化 |
| 5.3 多小球碰撞三维模型实时仿真实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望与存在的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）3D画笔建模及虚拟触觉绘制过程控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 虚拟画笔建模技术研究现状 |
| 1.2.2 虚拟绘制及控制技术研究现状 |
| 1.2.2.1 二维笔道绘制过程控制及仿真方法研究现状 |
| 1.2.2.2 虚拟三维绘制及控制技术研究现状 |
| 1.2.2.3 特殊笔道绘制效果控制技术研究现状 |
| 1.2.3 力觉反馈技术研究现状 |
| 1.2.4 碰撞检测技术研究现状 |
| 1.3 课题来源与论文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 本论文主要研究内容 |
| 2 基于变刚度的虚拟3D画笔力反馈仿真模型 |
| 2.1 画笔的基本结构与绘制过程绘制行为分析 |
| 2.2 虚拟3D画笔几何模型构建 |
| 2.3 虚拟3D画笔变刚度弯曲力学模型构建 |
| 2.3.1 画笔骨架弯曲变形的基本方程 |
| 2.3.2 弯曲骨架的弹塑性弯曲分析 |
| 2.3.3 力反馈仿真分析 |
| 2.3.4 画笔轮廓控制截面扁曲变形 |
| 2.4 基于骨架驱动的虚拟3D画笔网格表面变形算法 |
| 2.4.1 网格变形骨架均值子空间算法步骤 |
| 2.4.2 骨架子空间模型的改进 |
| 2.4.3 变形能量约束函数 |
| 2.5 虚拟3D画笔画笔笔头分叉建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 虚拟触觉二维笔道绘制过程控制方法研究 |
| 3.1 虚拟二维笔道触觉绘制及控制方法 |
| 3.2 触觉绘制中特殊笔道绘制效果生成控制方法 |
| 3.2.1 触觉绘制中笔道颜色建模及控制 |
| 3.2.1.1 笔道颜色建模研究基础 |
| 3.2.1.2 KM颜料光学模型基本微分方程 |
| 3.2.1.3 笔道中单一颜料颜色绘制效果控制 |
| 3.2.1.4 笔道中多种颜料混合绘制效果控制 |
| 3.2.1.5 笔道中多层颜料叠加绘制效果控制 |
| 3.2.1.6 笔道颜色存储方法 |
| 3.2.2 触觉绘制中“水墨传输、扩散”效果建模及控制 |
| 3.2.2.1 宣纸建模 |
| 3.2.2.2 笔道初始区和扩散区分析 |
| 3.2.2.3 触觉绘制中画笔与宣纸表面间的水墨颜料传输过程控制 |
| 3.2.2.4 宣纸表面水粒子扩散过程控制 |
| 3.2.2.5 宣纸表面颜料粒子扩散过程控制 |
| 3.2.2.6 画笔笔头上颜料扩散过程控制 |
| 3.2.2.7 虚拟绘制中蒸发过程控制 |
| 3.2.2.8 颜料粒子在宣纸纤维中沉积过程控制 |
| 3.3 二维触觉绘制实验 |
| 3.3.1 虚拟二维笔道效果控制仿真实验 |
| 3.3.2 特殊笔道绘制效果控制仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 虚拟三维笔道触觉绘制控制技术 |
| 4.1 虚拟油泥造型技术 |
| 4.1.1 虚拟油泥造型方法 |
| 4.1.2 基于压缩体素形式的虚拟油泥模型表面信息提取与存储 |
| 4.2 虚拟画笔与虚拟三维物体之间的碰撞检测算法及接触力模拟 |
| 4.3 虚拟触觉绘制过程三维笔道的生成 |
| 4.3.1 最小包围球与投影平面的建立 |
| 4.3.2 虚拟三维绘制笔道生成算法 |
| 4.4 三维触觉绘制实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 虚拟触觉绘制系统运行实时性优化研究 |
| 5.1 触觉绘制过程力反馈响应频率的确定 |
| 5.2 虚拟画笔动态采样时间优化 |
| 5.3 触觉绘制过程并行处理技术 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 虚拟三维物体表面触觉绘制原型系统实现 |
| 6.1 虚拟触觉绘制系统开发平台 |
| 6.2 触觉交互设备工作原理 |
| 6.2.1 力反馈交互设备 |
| 6.2.2 三维鼠标设备 |
| 6.3 虚拟触觉绘制系统工作流程与运行界面 |
| 6.3.1 虚拟触觉绘制系统主要工作流程 |
| 6.3.2 虚拟触觉绘制系统三维渲染的openinventor场景图 |
| 6.3.3 虚拟触觉绘制系统主要运行界面效果 |
| 6.4 虚拟触觉三维绘制过程综合仿真实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 读博期间的科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）高速铁路环境下智慧协同网络组件建模及联动方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 高速移动环境下网络接入研究现状 |
| 1.2.2 高速移动环境下网络传输性能面临的挑战 |
| 1.2.3 新型网络研究现状 |
| 1.3 高速移动环境下基于智慧协同网络接入方案 |
| 1.3.1 智慧协同路由器组网方案 |
| 1.3.2 智慧协同路由器内部结构与相关概念 |
| 1.3.3 本文研究问题与智慧协同路由器关系 |
| 1.4 本文工作与创新点 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 高速铁路环境下智慧协同网络接入组件行为分析建模 |
| 2.1 高铁场景实地测试 |
| 2.1.1 测试设备介绍 |
| 2.1.2 测试参数选取 |
| 2.1.3 测试数据展示 |
| 2.2 数据分析 |
| 2.3 高速铁路场景下接入组件行为建模 |
| 2.4 HMC参考模型仿真验证 |
| 2.5 模型应用示例:高铁环境下接入组件行为自适应监测 |
| 2.6 本章总结 |
| 3 高速铁路环境下异构接入组件并行联动性能分析建模 |
| 3.1 相关研究工作 |
| 3.2 问题描述与网络模型 |
| 3.2.1 高速铁路环境下的异构接入组件行为差异 |
| 3.2.2 异构接入组件并行联动网络通信模型 |
| 3.3 性能分析模型 |
| 3.3.1 第i个传输轮次分析 |
| 3.3.2 基于传输轮次的平均吞吐量迭代算法 |
| 3.3.3 异构接入组件行为差异性对平均吞吐量影响 |
| 3.4 模型评估 |
| 3.4.1 仿真实验对比测试评估 |
| 3.4.2 高速铁路实地测试对比评估 |
| 3.5 基于性能分析模型的若干讨论 |
| 3.5.1 行为差异性对传输性能影响 |
| 3.5.2 传输性能与异构接入组件数量关系 |
| 3.6 总结 |
| 4 高速铁路环境下智慧协同路由器接入组件聚类联动机制 |
| 4.1 高速铁路场景下网络通信特点 |
| 4.2 接入组件聚类联动方案设计 |
| 4.2.1 基于行为的接入组件聚类方法 |
| 4.2.2 接入组件联动转发机制 |
| 4.3 智慧协同路由器内部模块功能 |
| 4.3.1 实体域 |
| 4.3.2 行为域 |
| 4.4 智慧协同路由器工作机制 |
| 4.5 高铁环境实地测试 |
| 4.5.1 聚类算法周期取值与聚类结果展示 |
| 4.5.2 联动转发机制测试与族群内转发策略选择 |
| 4.5.3 吞吐量对比测试 |
| 4.5.4 应用层测试 |
| 4.6 总结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于物理及数据驱动的非牛顿流体动画（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 缩写对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容与创新点 |
| 1.3 论文的组织结构 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 基于物理模型的流体动画概述 |
| 2.1.1 欧拉方法 |
| 2.1.2 拉格朗日方法 |
| 2.2 非牛顿流体仿真研究现状 |
| 2.2.1 非牛顿流体仿真模型 |
| 2.2.2 边界条件与流固耦合 |
| 2.3 基于数据驱动的流体动画 |
| 3 基于SPH方法的非牛顿流体动画 |
| 3.1 SPH流体仿真基础理论 |
| 3.1.1 SPH离散化方法 |
| 3.1.2 流体动力学控制方程 |
| 3.1.3 运算符拆分 |
| 3.1.4 不可压缩SPH方法 |
| 3.2 基于SPH的黏性求解 |
| 3.2.1 显式黏性求解 |
| 3.2.2 隐式黏性求解 |
| 3.3 SPH非牛顿流体动画 |
| 3.3.1 非牛顿流体模型 |
| 3.3.2 SPH非牛顿流体仿真算法 |
| 3.3.3 实验结果 |
| 3.4 总结 |
| 4 基于预估-矫正SPH的非牛顿流体动画 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 基于预估-矫正的牛顿流体仿真 |
| 4.3 基于预估-矫正的非牛顿流体仿真 |
| 4.3.1 压强求解器 |
| 4.3.2 黏性求解器 |
| 4.3.3 基于预估-矫正SPH的非牛顿流体算法 |
| 4.4 实验对比与分析 |
| 4.5 总结 |
| 5 面向非牛顿流体动画的边界处理 |
| 5.1 固体边界采样 |
| 5.2 边界上的流体粒子运动 |
| 5.2.1 碰撞检测 |
| 5.2.2 边界上的压强力求解 |
| 5.2.3 边界上的黏性求解 |
| 5.3 流体作用下的刚体运动 |
| 5.4 刚体的相互作用 |
| 5.5 面向非牛顿流体动画的边界处理算法 |
| 5.6 实验结果 |
| 5.7 总结 |
| 6 数据驱动的大场景仿真加速 |
| 6.1 问题描述 |
| 6.2 FluidsNet网络结构 |
| 6.2.1 特征提取 |
| 6.2.2 局部特征学习 |
| 6.2.3 全局特征学习 |
| 6.2.4 预测与输出 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 数据生成 |
| 6.3.2 网络训练过程 |
| 6.3.3 预测效果 |
| 6.3.4 时间消耗 |
| 6.3.5 大场景仿真加速 |
| 6.4 总结 |
| 7 结论 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）虚拟训练场景的雨雪实时仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 虚拟现实技术的发展 |
| 1.3 雨雪实时仿真的国内外发展现状 |
| 1.4 研究意义与章节安排 |
| 2 雨雪仿真相关理论与技术 |
| 2.1 雨雪仿真的通用仿真方法 |
| 2.2 纹理映射理论 |
| 2.3 Unity3D引擎与Unity Shader |
| 2.4 纹理映射在Unity3D中的实现基础 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 雨雪场景实时仿真算法设计 |
| 3.1 真实世界中雨雪场景的特点 |
| 3.2 雨雪场景实时仿真的复杂性 |
| 3.3 雨雪场景实时仿真实验的简化 |
| 3.4 基于纹理映射的二维实时仿真算法方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 雨雪场景仿真实验设计与应用 |
| 4.1 基于噪声图和条纹图的二维雨滴轨迹模拟 |
| 4.2 基于两张不同噪声图的二维雪花粒子模拟 |
| 4.3 二维雨雪仿真场景的应用与性能对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）红外成像系统物理效应实时仿真技术的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 红外探测器发展现状 |
| 1.2.2 红外成像系统模拟器发展现状 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 第二章 红外成像物理效应与仿真平台简介 |
| 2.1 凝视型红外成像系统工作原理 |
| 2.2 凝视型红外成像系统主要物理效应 |
| 2.2.1 光学头罩加热特性 |
| 2.2.2 光学系统空间响应特性 |
| 2.2.3 非线性响应特性 |
| 2.2.4 调制传递特性 |
| 2.2.5 非均匀性响应特性 |
| 2.2.6 噪声特性 |
| 2.3 红外成像物理效应模拟方法 |
| 2.4 红外成像系统模拟器 |
| 2.4.1 模拟器工作原理 |
| 2.4.2 模拟器硬件平台 |
| 2.4.3 模拟器软件平台 |
| 2.5 红外成像物理效应算法框架 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 系统输入输出与存储模块设计 |
| 3.1 DVI输入及截断模块 |
| 3.1.1 VESA显示时序标准 |
| 3.1.2 DVI输入模块 |
| 3.1.3 截断模块 |
| 3.2 成像物理效应参数存储模块 |
| 3.2.1 SRAM的简介 |
| 3.2.2 读写时序控制模块设计 |
| 3.2.3 效应参数存取设计 |
| 3.3 DDR2 SDRAM高速缓存模块 |
| 3.3.1 DDR2 SDRAM工作原理 |
| 3.3.2 MIG核的使用 |
| 3.3.3 读写时序控制 |
| 3.3.4 图像缓存模块控制设计 |
| 3.4 探测器时序输出模块 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 红外成像物理效应高速实时计算模块 |
| 4.1 光学头罩加热特性仿真计算 |
| 4.1.1 算法原理 |
| 4.1.2 数据流向 |
| 4.1.3 流水线算法设计 |
| 4.2 光学系统空间响应特性仿真计算 |
| 4.2.1 算法原理 |
| 4.2.2 数据流向 |
| 4.2.3 流水线算法设计 |
| 4.3 非线性响应特性仿真计算 |
| 4.3.1 算法原理 |
| 4.3.2 数据流向 |
| 4.3.3 流水线算法设计 |
| 4.4 调制传递特性仿真计算 |
| 4.4.1 算法原理 |
| 4.4.2 数据流向 |
| 4.4.3 流水线与并行处理 |
| 4.5 非均匀性响应特性仿真计算 |
| 4.6 噪声特性仿真计算 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统调试与验证 |
| 5.1 系统调试环境与平台介绍 |
| 5.2 系统输入模块调试与验证 |
| 5.3 成像物理效应参数存储模块调试与验证 |
| 5.4 DDR2 SDRAM高速缓存模块调试与验证 |
| 5.5 系统输出模块调试与验证 |
| 5.6 成像物理效应仿真算法模块调试与验证 |
| 5.6.1 模块化验证 |
| 5.6.2 整体功能验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）分散式风电建模与动态全过程仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 风电动态仿真建模研究现状 |
| 1.2.2 分散式风电集群等值建模研究现状 |
| 1.2.3 动态全过程仿真算法研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 动态全过程仿真下的分散式风电单机建模及其控制研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双馈感应式风力发电系统结构与运行原理 |
| 2.2.1 风力机模型 |
| 2.2.2 双馈电机模型 |
| 2.2.3 变流器及其控制模型 |
| 2.3 双馈风电子模块动态模型与准稳态模型 |
| 2.3.1 转子变流器控制-双馈电机动态与准稳态模型 |
| 2.3.2 网侧变流器控制动态与准稳态模型 |
| 2.3.3 直流电压动态与准稳态模型 |
| 2.4 分散式风电控制策略建模 |
| 2.4.1 分散式风电AVC策略建模 |
| 2.4.2 有功无功控制逻辑 |
| 2.5 双馈风电动态模型仿真验证 |
| 2.5.1 电压跌落下特性验证 |
| 2.5.2 风速波动下特性验证 |
| 2.5.3 控制策略验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 面向动态全过程的分散式风电集群等值建模研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分群指标选取和分群方法 |
| 3.2.1 分群指标选取 |
| 3.2.2 聚类分析基本原理 |
| 3.2.3 基于层次聚类法的分群步骤 |
| 3.2.4 最佳分群数量 |
| 3.3 分散式风电集群等值参数计算 |
| 3.3.1 风电机组参数等值 |
| 3.3.2 负荷和集电线路参数等值 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 算例介绍 |
| 3.4.2 仿真结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 风电接入的配电网动态全过程仿真算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 配电网动态全过程仿真中的刚性问题 |
| 4.3 动态全过程数值求解方法 |
| 4.3.1 隐式梯形积分法 |
| 4.3.2 基于隐式梯形法的微分-代数方程交替求解方法 |
| 4.4 动态全过程仿真中的模型切换方法 |
| 4.4.1 模型切换原理 |
| 4.4.2 模型切换判据 |
| 4.4.3 模型切换接口计算 |
| 4.5 含风电的配电网动态全过程仿真验证 |
| 4.5.1 单机无穷大系统下的仿真验证 |
| 4.5.2 高密度风电接入系统下的仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士研究生期间学术成果 |
| 攻读硕士期间参与项目 |
（10）基于CPU-FPGA平台的分布式发电系统电磁暂态建模与实时仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电磁暂态仿真的研究 |
| 1.2.2 分布式发电系统的类型与建模研究 |
| 1.2.3 电力电子化系统实时仿真技术与平台 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 基于CPU-FPGA平台的电磁暂态实时仿真实现 |
| 2.1 FPGA介绍 |
| 2.2 基于FPGA的优化EMTP算法实现 |
| 2.2.1 FPGA上 EMTP算法流程优化技术 |
| 2.2.2 适用于FPGA的优化EMTP流程 |
| 2.3 基于NI-PXI的 CPU-FPGA实时仿真平台 |
| 2.3.1 CPU-FPGA异构平台架构介绍 |
| 2.3.2 基于CPU的控制系统与接口设计 |
| 2.4 实时仿真验证 |
| 2.4.1 仿真系统与参数 |
| 2.4.2 实时仿真结果分析 |
| 2.4.3 平台实时性能及FPGA资源消耗 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光储发电系统电磁暂态建模与实时仿真验证 |
| 3.1 光伏发电系统电磁暂态建模 |
| 3.1.1 光伏发电系统数学建模 |
| 3.1.2 光伏发电系统控制策略 |
| 3.2 储能系统电磁暂态建模 |
| 3.2.1 储能电池详细建模 |
| 3.2.2 储能充放电控制 |
| 3.3 实时仿真验证 |
| 3.3.1 光伏并网系统仿真实验 |
| 3.3.2 光储微网仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 风力发电系统电磁暂态建模与实时仿真验证 |
| 4.1 VBR双馈风机发电系统模型 |
| 4.1.1 双馈异步发电机VBR建模 |
| 4.1.2 风力机输出特性 |
| 4.2 风电系统控制策略 |
| 4.2.1 背靠背变流器控制 |
| 4.2.2 MPPT控制 |
| 4.2.3 变桨距控制 |
| 4.3 VBR风电系统实时仿真 |
| 4.3.1 系统模型与参数 |
| 4.3.2 实验结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 含多DG接入应用场景实时仿真 |
| 5.1 新型家庭微网应用场景 |
| 5.1.1 系统模型与参数 |
| 5.2 仿真算法与控制优化 |
| 5.2.1 EMTP算法全局并行优化 |
| 5.2.2 基于虚拟三相控制的单相控制系统设计 |
| 5.3 仿真分析 |
| 5.3.1 稳态运行结果 |
| 5.3.2 定时性能与资源消耗 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文及其他 |
四、实时仿真算法的研究进展（论文参考文献）
- [1]基于FPGA的光伏并网系统建模与实时仿真技术[D]. 汪然. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]基于FPGA的光伏并网系统建模与实时仿真技术[D]. 汪然. 合肥工业大学, 2021
- [3]基于分段处理的间断动力学系统实时仿真算法研究[D]. 吴泽阳. 河南大学, 2020(06)
- [4]3D画笔建模及虚拟触觉绘制过程控制方法研究[D]. 黄磊. 大连理工大学, 2020(01)
- [5]高速铁路环境下智慧协同网络组件建模及联动方法研究[D]. 宋佳阳. 北京交通大学, 2020(02)
- [6]基于物理及数据驱动的非牛顿流体动画[D]. 张雅斓. 北京科技大学, 2020(01)
- [7]虚拟训练场景的雨雪实时仿真[D]. 刘晨珺. 华中科技大学, 2020(01)
- [8]红外成像系统物理效应实时仿真技术的研究与实现[D]. 朱阳舟. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]分散式风电建模与动态全过程仿真研究[D]. 史文博. 东南大学, 2020(01)
- [10]基于CPU-FPGA平台的分布式发电系统电磁暂态建模与实时仿真[D]. 吴盼. 上海交通大学, 2020(01)