具有严格操作语义的图形化软件过程建模研究

``软件危机''，这一始于上世纪~60~年代的概念，始终伴随着软件业的整个历史发展进程。 为了解决该问题，人们逐渐开始借鉴一些传统领域内的管理理论、方法和工具，以期解决软件开发中所面临的问题。其中，更多的是作为一种管理哲学，而不是具体管理方法的全面质量管理（Total Quality Management，TQM），在软件工程领域得到了广泛应用。全面质量管理对于软件工程的影响，一个很重要的方面是促进了软件过程和软件过程改 进的研究、实践。 作为软件过程研究的重要内容，软件过程建模是通过特定的方法对软件过程进行抽象、表示和分析以增加对软件过程的理解，并通过直接或者间接的方式指导实际软件开发活动。为了对软件过程管理活动提供方法和工具支持，人们提出了多种以过程为中心的软件过程工程环境（Process-centered Software Engineering Environment, PSEE），其最终目的是使得实际软件开发活动受软件过程模型的支配。但由于过程模型本身的正确性得不到保证、PSEE中执行的软件过程模型和实际开发过程之间的信息反馈缺乏客观性以及过程模型和实际开发过程之间的抽象层次不同和描述粒度不一致，导致PSEE中执行的软件过程模型和实际开发过程之间经常产生严重的偏差，以至于PSEE对实际开发活动逐渐地失去了支持和指导作用，进而使得投入大量成本所开发的软件过程模型无法发挥其应有的作用。 针对这些问题，本文提出了一种具有严格操作语义的图形化软件过程建模方法。由于在具有图形化表示方式的同时，又具备严格的操作语义，因此基于该方法所描述的软件过程比较易于分析。特别是，通过模型检测技术验证软件过程模型本身的正确性，可以减少由模型错误所导致的不一致；通过比较预定义的过程模型和实际开发过程，可以发现两者间的不一致并及时地消除。同时，具有严格操作语义的软件过程建模方法，可以为软件过程执行提供良好的支持。 首先，本文提出了一种具有严格操作语义的图形化建模语言——TRISO/ML。该语言具有图形化的表示方式，可以更容易地为软件工程人员所接受，以及更好地满足过程表示对易用性和可理解性的需求。该语言同时具有严格的操作语义，可以映射到多元PI演算，从而能够更准确地描述软件过程，避免歧义的产生。更为重要的是，该语言从行为角度出发，能够以一致的方式描述软件过程中的各种实体及其相互间的并发、同步和通信。 其次，在TRISO/ML语言的基础之上，提出了一系列的软件过程分析方法。主要研究如何利用多元PI演算的理论、方法和工具以及软件验证技术，对软件过程进行分析和验证。软件过程分析的研究主要集中在如下两个方面：a）软件过 程模型本身正确性的验证，以确保该模型准确地描述了所希望表达的内容。b）比较两个过程模型是否等价。 然后，基于软件过程移动性概念，研究了如何通过软件过程结构的变化支持过程的动态执行。软件过程移动性概念反映了软件过程执行时，由于软件过程实体的动态交互，导致构成软件过程的实体及其相互间的关系不断地发生变化。 软件过程移动性这一概念的提出，使得软件过程实体之间的关系可以在软件过程执行时动态地确立和调整，软件过程的定义随着过程信息的不断丰富而逐步地细化和明确，从而能够以更灵活的方式支持软件过程的表示和执行。 最后，描述了支持TRISO/ML的原型工具，包括基于TRISO/ML的过程表示、多元PI演算语义描述的自动生成，以及进一步的分析和验证。

全地形轮式移动机器人运动学建模与分析

提出全地形轮式移动机器人的正逆运动学问题。将机器人看成一个混合串-并联多刚体系统,从每个轮-地接触点到机器人车体分别构成一个串联子系统,抛弃车轮纯滚动假设,在轮-地接触点处建立瞬时坐标系,考虑车轮的平面滑移,从而对每个串联子系统形成一个封闭的速度链。对于每个速度闭链,可直接在驱动轮轮心处写出从机器人各驱动轮到机器人本体之间的运动方程,将每个速度闭链的运动方程合并即可得到机器人的整体运动学模型。以一个具有被动柔顺机构的六轮全地形移动机器人为对象进行推导,该方法既考虑了地形不平的影响,又考虑了车轮的前向、侧向及转向滑移,已知机构参数后就可以直接写出机器人的速度方程,且便于运动学求解。该方法对于轮式移动机器人的运动学建模具有一般性,且具有物理意义明确、推导过程简洁等特点。

排爆作业机器人模拟训练系统研究

介绍了一种排爆机器人模拟训练系统.该系统提供了友好的人机交互界面,使操作人员可以进行各种模拟训练,并提高操作水平.重点介绍了该模拟训练系统的体系结构及关键实现技术,包括排爆机器人及其工作环境的建模方法、机器人运动学和动力学简化模型、碰撞检测和技能评定等.通过实验,证明了该模拟训练系统的可行性和有效性.

宜人化双臂操作型服务机器人建模、控制和协调

为宜人化双臂操作型服务机器人建立了动力学模型,该模型的特点是独立的机理建模技术结合黑箱技术共同描述出完整的模型;结合建立的模型,提出一种基于NN的自适应鲁棒控制器,并证明了其渐近稳定性.最后,在分析宜人化双臂操作型服务机器人运动特征的基础上,提出一种基于事件的在线协调的策略.

可重构星球探测机器人的OpenGL仿真实验平台研究

采用基于Visual C++和OpenGL的建模和运动仿真方法,对可重构星球探测机器人系统的三维运动仿真实验平台进行了研究,建立了一个多机器人系统的仿真实验平台。开发的实验平台可用于探索和验证机器人系统的工作原理、工作空间、多机器人协调算法、重构方法、系统集成技术等。在该平台上进行了机器人的运动学仿真和协调运动研究,验证了该仿真平台的有效性和机器人系统体系结构的合理性。

并联机床平面约束机构误差分析与建模

针对五轴数控机床平面约束机构进行了误差分析 ,指出了并联机床平面约束机构误差主要影响因素为机构的制造误差和安装误差·前者与由其引起的约束机构顶边中点沿x方向的位移成非线性关系 ,而后者则成线性关系·提出了一种依据测量数据反演非线性误差模型的建模方法 ,给出了五轴并联机床约束机构实测信息与模型输出间的多项式误差模型·比较仿真结果与测量结果可知 ,基于上述方法建立的误差模型精确 ,进而利用该模型对机床进行实时精度补偿 ,可使机床x方向定位精度大为提高

并联结构制造装备设计理论与建模方法研究

并联结构制造装备（Parallel Kinematic Machine简称PKM）是近年发展起来的一种新型制造装备，它以承载能力强、动态性能好、刚度重量比大等优点而受到广大学者及机床制造商的重视并正在成为制造领域的一个研究热点。本文就有关PKM的结构、位置分析、速度关系、工作空间分析、奇异位形分析以及标定方法等问题进行了深入的研究，具体内容包括以下几个方面：1．根据现有PKM的结构特点，将它们划分为“腿伸缩”的6条腿结构、“腿滑动’夕的6条腿结构、“腿伸缩”的3条腿结构、“腿滑动”的3条腿结构等类型，这种划分佩方面能够较准确地反映PK.M的结构特征以及复杂程度，另一方面也易于为广大工程技术人员理解和使用。2．将少自由度并联机构分为满阶机构以及欠阶机构，而欠阶机构又进一步分为非期望输出为常量和非期望输出为变量两种类型，这样的分类反映了机构的本质特征以及对其进行研究的复杂程度。3．提出利用演化关系研究各种典型并联机构之间的内在联系，建立了一些典型并联机构之间的演化关系，为利用演化关系进行并联机构的运动学性能分析奠定了基础。根据演化原理，提出了几种实现两维平动、两维转动的4自由度 (2T-2R, 4-DOF）并联机构新构型，并用杆一副关系图进行描述。4．基于机构演化关系建立了典型并联机构位置分析数学描述的统一表达形式，并对所提出的几种2T-2R, 4-DOF并联机构的位置正、逆解进行了详细的讨论。对并联机构速度、静力传递关系的对偶性以及串联与并联之间的对偶关系进行了总结。5．提出具有灵巧度指标要求的适用工作空间概念，对考虑灵巧度指标要求的全姿态工作空间的确定进行了详细分析，给出了几种机构工作空间求解的具体结果。分析了现有奇异位形分析方法应用于少自由度并联机构时可能会出现的问题，并基于前面所述机构演化关系，提出一种进行少自由度并联机构奇异位形分析的新途径。6.分析了PKM运动学标定的研究现状，提出了一种新的运动学参数识别方法。该方法利用运动学逆解模型建立目标函数，并且不需要测量运动平台的姿态参数。7.初步完成了一个适用于PKM的基于“IPC+PMAC”的双CPU开放式数控系统的开发。对于不同构型的PKM，可以方便地更换虚实空间映射模块，并方便地扩展各种新的功能模块。通过本文的工作，对并联结构制造装备的若干问题进行了系统的研究，为新型并联结构制造装备研究和走向工程应用提供了设计思想、建模方法和关键技术，对于推进并联结构制造装备的发展具有重要意义。

集成化企业建模方法与工具系统研究

研究了企业建模方法的发展趋势 ,提出了一个集成化的企业建模方法 ,给出了建模框架体系和建模方法 ,并设计了一个基于CORBA软件总线的集成化企业建模与仿真优化系统。所提出的建模方法与设计的软件工具 ,对于促进集成化企业建模方法学的研究 ,开发具有我国自主版权的建模与优化工具系统 ,具有实际应用价值。

制造企业系统的一个集成化参考模型

指出当前用面向对象建模方法对制造企业进行建模活动中存在的问题 ,提出一种新的面向对象建模方法 ,该方法基本能克服现存问题 ,并用该方法为制造企业系统建立了一个参考模型。该模型覆盖了在工厂管理中的经营操作与制订决策的过程

基于PMAC开放式数控系统软件开发

基于PC和多轴运动控制器的开放式数控系统是理想的开放式数控系统。介绍了基于PMAC的开放式数控系统结构形式,PMAC的差补、位置控制、伺服功能、以PMAC和PC机为硬件平台搭建了数控系统,并对其硬件构成和软件设计结构进行了分析。着重从软件设计的角度,介绍了PTALK控件的功能和作用,对数控系统软件构成进行了详细的阐述。并设计出了友好的用户界面,在实际应用中具有重要意义。

基于SP95标准的工厂模型设计与建模方法研究

为解决当前数字化工厂模型所存在的实时性不强和集成性不足等问题,提出了使用管控系统间集成通用标准--SP95标准进行数字化工厂建模。在应用SP95标准对工厂模型进行定义和描述的基础上,结合国内离散企业中的实际情况,提出了一种扩展的工厂模型。该模型在SP95标准的基础上扩展了料架和变量两个元素,并介绍了其实现方式和作用。通过SP95标准提供的功能,扩展了基于可扩展标记语言技术的制造标记语言的Schema结构,为业务系统集成提供统一的数据共享格式。最后给出了一个构建工厂模型的实例,验证了所提出的模型。

基于IDEF&UML的生产过程管理系统的建模研究

提出了IDEF与UML两者结合的系统建模方法,能够有效地避免IDEF对信息过程流建模和UML语义描述精确性及使用灵活性的不足.该方法采用IDEF0进行系统功能建模,用IDEF1x和UML模型进行信息建模和面向对象的软件系统设计.用该方法设计的沈阳某冶金设备有限公司的基于组件的生产过程管理系统模型具有良好的维护性、可扩展性和重用性,证明了该方法的可行性.

可重构车间管理系统的关键设计技术研究

介绍了一个基于组件的可重构车间管理系统,分别从建模方法、体系结构和组件设计等角度描述了系统的设计思想,并阐述了系统涉及的组件分类、组件粒度划分及XML的应用等关键设计技术。开发的可重构车间管理系统已经用于沈阳第一机床厂两个不同类型生产车间的管理,应用效果良好。

基于多Agent制造过程的建模方法

分析了制造系统与制造过程之间的关系;论证了从过程的角度对制造进行建模更恰当;结合Agent和π演算的特点,给出Agent制造系统描述模型及基于π演算的单个Agent的BDI模型,并指出Agent和π演算结合的制造过程模型有利于进行优化目标在不同制造过程层次的分解,不论从方法的角度还是实现的角度,都适合复杂系统建模。Agent和π演算相结合可以有效分析并解决离散事件的建模与仿真中的问题。

全信息精细储层预测方法研究与实践-以周清庄油田沙三段油藏为例

With the continuously proceeding of petroleum exploratory development in China, exploratory development becomes more and more difficult. For increasing reserve volume and production, lithologic hydrocarbon reservoir has been the most workable, potential and universality exploration targets. In the past, Dagang Oil Field use the complicated fault reservoir theory as the guide, develop and form a suit of matching construction and instrument in prospecting complicated fault reservoir that reach top of exploration industry in China. But the research of lithologic hydrocarbon reservoir is not much, which affects the exploitation progress of lithologic hydrocarbon reservoir. In this thesis, is object, through the depth study of lithologic deposition in Shasan segment of Zhouqingzhuang Oil Field, a suit of holographic fine reservoir bed forecasting techniques is built up and finally gets following main results: 1. Applying geology, seism, drilling, logging and other information to sensitivity preferences, geological model, inversion and integrated stratum evaluation, realizing the method and flow of refined multi-information stratum forecast. 2. Built up a full three dimensional fine structural interpretation method: in view of r problem of accurately demarcating 90% inclined well, propose a inclined well air space demarcating method, make bed demarcating more exactly; in view of problem of faults demarcating and combination in seismic interpretation, propose a computational method of seismic interference based on wavelet translation, make identify the fault in different level more dependable and reasonable; for exactly identifying structural attitude, propose a velocity modeling method under multi-well restriction, make structural attitude closer to the facts. 3. Built up a high accuracy reservoir bed inversion method: in view of problem in exactly identifying reservoir and nonreservoir with conventional wave impedance inversion method in this place, propose a reservoir log response characteristic analysis and sensible log parameter inversion method. ①analysis log response of reservoir and nonreservoir in region of interest, make definite the most sensible log parameter in identifying reservoir and nonreservoir in this region; ②make sensible log parameter inversion based on wave impedance inversion, to improve inversion accuracy, the thickness of recognizable reservoir bed reach 4-5m. 4. Built up a 4-D reservoir forcasting circuit: in view of difficulty that in lithologic hydrocarbon reservoir making reservoir space characteristic clear by using structural map and reservoir forecasting techniques once only, propose a 4-D reservoir forcasting circuit. In other words, based on development conceptual design, forcast reservoir of different time, namely multiple 3D reservoir forcasting in time queue, each time the accuracy degree of reservoir forcasting is improved since apply the new well material, thereby achieve high quality and highly efficient in exploratory development. During exploratory development lithologic depositin in Shasan segment of Zhouqingzhuang Oil Field, there are thirteen wells get 100% success rate, which sufficiently proves that this suit of method is scientific and effective.