一、关于离散事件系统异步仿真中时钟管理机制的理论探讨（论文文献综述）
麦刘阳[1]（2021）在《PCIe协议仿真平台的设计与实现》文中提出在网络通信技术高速发展的趋势下,如何突破硬件通信协议的限制,将通信扩展到更广泛的领域中成为了备受瞩目的研究方向。其中CCIX（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）规范协议为下一代云计算、人工智能、大数据、数据库和其他数据中心基础设施提供高性能、低延迟的通信互联。CCIX的一致性协议可通过PCIe链路传递,而PCIe作为一种应用于各类通信平台的高带宽、点对点串行互联总线协议,在云计算、数据中心及IT产品线上具有广泛的应用前景。本文提出构建PCIe底层通信协议仿真分析平台,以软件仿真的方式来避免传统硬件方式配置僵化、开发周期长、工作量大的缺点,并在此基础上针对端到端通信的时延性能进行深入分析。基于网络通信中保证数据完整性的CRC与FEC编码技术研究与设计,本文进行了PCIe点到点的网络协议仿真。首先针对协议各层功能进行了软件化重现,以环形队列形式的共享内存进行多进程间通信,在协议各层之间、层与数据总线之间进行高速的数据传递,实现端到端的全双工同步通信;其次,考虑到硬件运行时钟与仿真时钟不一致,本文提出了流量控制与总线传输的仿真时钟推进算法,以更合理准确地分析处理时延数据;最后,在搭建软件仿真分析平台的基础上,提供了友好的人机交互入口,通过网络页面、数据库、后端服务器等技术进行直观的参数输入以及结果输出。在完成PCIe点到点协议仿真设计的基础上,本文进行了PCIe协议多点到多点的仿真。在AI集群的网络场景中,多点到多点间的通信数据规模快速增加,而分布式机器学习（Distributed Machine Learning）作为近年来人工智能研究的前沿技术,在计算量较大、训练数据较多、模型规模庞大等情况下,能够通过数据划分或模型划分等方法进行灵活高效的训练。本文基于分布式机器学习Res Net-50理论分析,采用典型AI集群数据并行调优策略,建立了时延计算模型。基于Full-Mesh与Switch两种拓扑,针对传输速率、带宽、误码率等对AI性能的影响进行了仿真分析与理论验证。
黄阳[2]（2021）在《面向无人机集群的组网仿真系统研究与实现》文中认为随着无人机技术的迅猛发展,其任务应用场景也越来越复杂,单一的无人机平台在功能、效率和可靠性等方面已无法满足日益增长的需求,无人机系统已经逐步从单一执行任务模式朝着集群化的方向发展。但是,无人机集群带来巨大性能提升的同时,也为其控制、网络等技术的研发、测试和实际部署等带来了新的挑战。在这种情况下,搭建真实的无人机场景来对各项指标进行评估无疑会造成难度大、成本高且耗时长的问题,而建立合适的仿真平台则是一种行之有效的方法。但对于无人机集群的建模仿真,需要有效认识到集群中无人机系统及其通信网络各自的特点,而现有的仿真平台并不能同时捕获两者的相互依赖性。一方面,针对于无人机建模的模拟器（如Gazebo,SITL）无法对其底层飞行自组网的时延、丢包等网络特性进行刻画;另一方面,针对网络的模拟器（如NS3,OPNET）无法对无人机节点及其运动进行细致的建模。因此,本文基于当前背景技术,首先研究了集群中无人机系统及其通信网络的特征,分析其对于协同组网仿真的需求以及关键性问题,并借助物理信息系统和离散事件规范理论从形式上证明了联合仿真的可行性。然后基于Gazebo、Ardupilot-Sitl和NS3实现集群组网协同仿真框架,分层设计解决实际场景的模拟需求。在仿真框架中,无人机模拟端通过软件在环捕捉无人机的动力学建模和飞行控制设计,网络模拟端对飞行移动自组网进行仿真,并建立无人机节点和网络通信节点的一一对应关系,通过ZMQ消息中间件引入中间层处理分布式环境下数据流的过滤和转发,保留往返于无人机系统的数据路径,提高仿真平台的扩展性。同时,为解决协同仿真中各组件在数据交互时由于时钟不统一而带来的时间同步问题,本文将在传统的主从式和全局事件的同步基础上,划分仿真交互数据的任务级别,从而优化协同仿真的同步周期,实现了变步长的时间同步算法,保证了联合仿真的可行性,并一定程度上提高了仿真效率。最后,将对协同组网仿真平台的性能进行测试分析,并基于协同仿真平台对无人机集群的典型案例进行模拟实验,包括无人机编队问题和飞行自组网的路由协议。实验表明,面向无人机集群的组网仿真平台能够有效捕捉无人机的运动特性和集群飞行自组网的网络特性,展示出它对无人机集群较强的模拟能力,为进一步推动无人机集群技术的发展提供了一个多尺度、多功能的人机交互环境,同时也为协同仿真技术发展进步有着积极的推动作用。
冉惟之[3]（2020）在《基于群体智能的无人机集群协同对抗系统的设计与实现》文中研究说明本论文依据动态对抗环境下无人集群协同感知、规划与控制的应用需求,设计典型无人机协同对抗应用场景,构建面向高速目标拦截的无人机集群执行电子对抗软件系统。无人机集群通过搭载低功耗的电子干扰设备,依据集群智能的无中心式协同控制模型实现无人机自适应协同任务分配、航路规划和抵近式干扰,形成对三维空间中多个随机方位高速入侵目标的持续拦截能力,实现对我方保护对象的安全保障。具体地,本论文构建了面向多智能体的集群协同软件体系架构,建立面向群体智能的无人机协同控制算法,通过实现形成无人机集群协同对抗仿真环境,系统地模拟了无人机集群自主协同决策过程。无人机仅依据局部态势的观测,通过构建模型空间信息素向量,基于对抗行为规则以及信息素的分布,进行无中心式的任务动态规划并自适应产生无人机飞行路径和干扰行为。该群体智能算法最终形成对入侵目标持续干扰欺骗的行为“涌现”,验证了无人机集群的自主决策与协同任务规划效能。本论文主要研究内容包括以下三部分:（1）无人机集群的软件多智能体建模,包括:对抗环境模型;无人机个体的智能体建模（无人机状态,对抗行为,无人机观测,无人机对抗效用等）;无人机集群的多智能体建模（集群协同效用目标,集群对抗状态与态势等）;入侵目标的智能体建模等;（2）面向群体智能的无人机集群协同对抗控制算法的构建,包括:无人机集群信息素构建,协同任务分配,个体航路规划与电子对抗行为规划等群体智能算法的设计与实现。（3）典型应用场景下无人机集群协同对抗仿真验证系统的实现,包括:无人机协同信息交互中间件的设计与实现;典型应用场景下的仿真环境的搭建;协同对抗效能的建模与可视化;对抗双方多智能体协同的设计与实现等。
李星辰[4]（2020）在《一种低轨卫星网络仿真系统的设计与实现》文中认为在天地一体化信息网络的发展趋势下,低轨卫星网络逐渐成为研究热点。由于真实的卫星网络造价高昂,需要构建仿真系统为网络协议提供评估及验证环境。低轨卫星网络具有拓扑高动态变化、节点规模庞大、流量模型复杂的特点,因此仿真系统需要支持星座动态拓扑模型的定义、卫星节点的分布式部署以及真实卫星网络流量的承载,这给系统的设计带来了挑战。本文针对上述功能需求,结合离散事件模拟技术和虚拟化仿真技术,提出了一种低轨卫星网络仿真系统设计方案。系统采用分层设计,包括控制层、资源管理层、载体层及任务调度层。在控制层,设计了仿真网络抽象模型,并在内部时钟激励下产生链路通断离散事件,反映网络的高动态拓扑变化。在载体层,基于Docker容器和Linux虚拟网络设备设计了仿真网络载体,并设计了载体的分布式部署和半实物扩展方案,基于载体进行离散事件仿真。在资源管理层,基于Shell与SSH进行仿真资源的管理,设计了一种仿真节点与主机的映射算法进行仿真资源的部署。在任务调度层,设计了一种多线程任务调度机制,实现离散事件的高性能调度。本文基于上述方案进行了系统的工程实现,详细描述了系统中类模型的设计与实现。此外,本文基于上述仿真系统,设计并实现了一种集中式路由机制,支持高动态拓扑变化下的路由快速收敛及网络抗毁。本文对上述系统进行了功能验证与性能测试。通过对四个网络场景的仿真,验证了系统具备仿真网络的构建及管理功能,支持高动态拓扑变化与大规模节点的仿真,支持真实业务流量的承载、分布式扩展及半实物扩展。性能测试结果表明,在4核16GB内存主机上单机部署的仿真系统,承载100个卫星节点需要473.35MB,支持40条星间链路的同时通断和1Gbps的网络吞吐量。相比于单线程调度,基于多线程的任务调度机制将CPU利用率提高了 45%,仿真效率平均提高了 60%。
朱中毅[5]（2020）在《基于智能体的双线自动闭塞区段列车运行智能决策仿真模型》文中研究说明我国铁路运营组织及其复杂,铁路调度指挥过程中也存在着大量不确定性因素干扰列车正常运行,调度员要结合当前路网状况,及时有效地调整列车运行计划,确保列车运行安全,提高铁路运输效率。然而,仅仅通过调度员来调整列车运行无法满足调度指挥实时性的要求且调度指挥的效率不高,因此,研究列车运行的智能调度指挥和列车智能决策具有重要的现实意义。首先,基于对双线自动闭塞区段列车运行特点的分析,引出了铁路列车运行系统中仿真技术的应用方法。在此基础上,介绍了智能体（Agent）的一般模型,包括感知器、效应器和外部环境三个部分。同时详细阐述了多智能体系统的概念以及多智能体系统的分布式结构、集中式结构以及混合式结构,并通过多智能体之间的通信方式介绍了多智能体之间交互和协同的方法。其次,基于智能体理论以及列车动力学模型构建了能够自主做出决策的列车智能体模型,并建立了基于节点—弧的铁路线路拓扑结构模型,作为列车运行仿真过程的线路环境。在列车智能体的基础上,通过分析列车运行决策过程,提出了列车智能体各种决策下的判断条件,建立了区间追踪运行决策模型、列车越行决策模型、列车到发线占用决策模型以及区间干扰情况下列车运行决策模型。最后,在Anylogic环境下对列车运行智能决策模型进行构建,并以京沪高铁沪宁段为仿真实例,在验证仿真模型功能的同时,以实际运行图为基础进行仿真实验,得出的仿真运行图表明该仿真模型能够实现与实际运行图一样的能力,从而验证了列车运行智能决策仿真模型的有效性和合理性。
熊南[6]（2020）在《受限传感器网络中时间同步问题的一致性研究》文中研究表明传感器网络凭借无线短距离方式通信,通过网络协议对若干传感器节点进行管理,能够实现环境信息的多维感知与监测,并具有规模大、灵活性强、性价比高等优点,近年来广泛应用于智能制造、交通运输和能源电力等领域。由于传感器网络的多源协同性,不同感知终端采集的物理信息须具有时间逻辑关系,因此,协调空间分散的传感器节点时间概念是传感器网络构建过程中的关键基础问题之一。传感器网络中所谓“受限”,是指无线网络环境不确定不安全和传感器节点能量约束等限制性因素,因而时间同步的本质是基于无线网络的估计问题。从估计问题的角度看,一方面基于参数估计的传感器网络时间同步算法被提出,另一方面一致性方法为多时钟系统模型设计状态估计算法与分布式控制律提供了思路,然而后者存在能效较低、安全系数较低、较少地考虑概率意义下随机同步等突出问题。具体而言,当网络大规模密集部署时,基于局部广播的分布式趋同导致节点产生高通信流量与长延时广播,严重消耗了节点有限能量;当网络较为稀疏时,节点之间的覆盖重叠区域减小,造成不可靠的无线链路是连通性受限的直接因素,对动态传感器网络实现一致性同步带来挑战;相较于单一类型攻击,混合攻击的攻击方式更加多样化,而单传感器节点在邻域范围内侦测能力有限,使得混合攻击更加难以对抗,从而摧毁传感器网络底层协议栈。本文基于以上考虑,首先从“是否严格分布式估计”方面研究了受限传感器网络场景下两大类同步策略的可行性问题,然后针对一致性方法在上述几类具体受限因素下的能效性、保守性和安全性等问题进行探索研究。主要工作与创新概括如下:（1）针对失同步的多传感器系统在网络诱导约束下,分析基于估计模型达到全局时间同步的可行性,提出了时间同步问题的两类数学模型:一类是基于“相对同步”的参数估计模型;另一类是将时间同步转化为离散动力学网络系统的分布估计与同步控制问题模型。基于后一类模型框架,导出了一阶与二阶一致性时间协议原型的分布式控制律、状态方程和输出方程,并给出了一致性同步方案的算法分类方法和全局性能评价指标。从基于分布估计的同步控制律、同步控制目标和性能指标定义过程中可以看到:相对于基于参数估计模型的统计推断策略,离散动力学网络系统估计与控制策略在全局完全分布式框架实现层面更具有可行性。（2）针对大规模传感器节点部署下一致性时间同步算法需要较长收敛时间达到可容忍同步精度的问题,提出了一种基于拓扑管理的一致性时间同步优化算法。首先,将节点划分为同步关键节点和非关键节点,划分策略须使少数关键节点构成一个相互连通的子网,非关键节点是关键节点邻域内单跳邻居;其次,运用泊松分布刻画时钟稳定度以限制关键节点选择,同时根据欧式距离与连通度最小化原则限制非关键节点向少数关键节点的长延时广播,以构造综合考虑节点选择概率、节点连通度和端到端欧式距离的三目标拓扑优化问题模型;再次,从问题的NP-完全性出发,提出一种改进的多目标智能进化求解算法,设计基于点边组合的编码模式,引入懒人策略以增强局部最优跳出能力;最后,通过仿真各分目标函数最优解之间的互相权衡性,对比非支配排序遗传算法等,表明了所提的改进优化算法能使一类含不同时延一致性时间协议在不妥协同步精度前提下获取更低能耗开销,验证了算法的求解优势。（3）针对动态传感器网络中随机改变的局部连通关系可能导致一致性时间同步算法的拓扑鲁棒性降低的问题,提出了一种基于Gossip协议的一致性时间同步算法。首先,利用基于同步边的随机几何图对变化的链路连通性进行建模;其次,通过随机消息交换机制获取耦合节点的时钟速率互估计,基于Gossip型一致性协议同时补偿了时钟速率和偏差,利用逻辑时钟势函数单调性和概率论证明了Gossip一致性时间同步算法以概率1收敛和有限时间收敛的理论性质。再次,针对收敛速度慢的问题,利用生成树设计了一种基于边染色算法的多Gossip策略;并针对往返非对称有界延时问题,设计一种递推最小二乘法估计随机成对节点的相对时钟速率误差,进而设计具有抗时延性的增强型Gossip一致性时间同步算法。最后,通过MATLAB和OMNeT++仿真验证了所提算法放宽了传统一阶一致性时间同步算法收敛所需较保守链路连通的条件,仍可以实现概率意义下有界时间收敛,并对非对称随机延迟具有抗干扰性。（4）针对传感器网络信息及物理层面多种攻击方式下随机一致性时间同步算法的Gossip安全演化问题,提出了一种基于信任节点的容侵时间同步算法。首先,考虑一种更一般的混合攻击模型,即敌对节点能够以冒名身份与篡改状态的任意顺序组合注入恶意信号,根据攻击特性定义信任节点与可疑节点的概念;其次,分析时钟状态篡改攻击如何操纵Gossip迭代方程,并证明了Gossip一致性时间协议在冒名身份攻击下逻辑时钟误差以概率1线性发散;再次,基于时钟速率可信域、时戳相关性以及带遗忘的最小二乘法设计了四元组消息检测器,以保证信任节点彼此能够以概率1联合连通,进而在Gossip一致性时间协议基础之上设计一种容侵时间同步算法,并理论证明了信任节点受到攻击后的再同步性;最后,仿真比较了不同攻击数量和不同攻击频率对算法性能指标的影响,验证了基于所设计信任节点策略下改进Gossip演化的安全可靠性。
顾慧卿[7]（2020）在《基于NS3和MATLAB的网络化控制系统协同仿真平台设计》文中进行了进一步梳理伴随着控制和通信技术的不断革新,网络化控制系统已经成为控制领域的研究热点之一,通过仿真软件进行算法验证逐渐成为网络化控制系统研究的重要环节。然而网络化控制系统是结合网络通信和控制两大特征的系统,传统的网络化控制系统仿真工具对这类结合交叉领域的系统无法进行有效地精确仿真,这就需要不同领域的仿真软件之间建立纽带,使不同的工具一起协同工作,各自负责系统中各自专长的部分。因此,设计并开发网络化控制系统协同仿真平台具有相当重要的现实意义。本文深入分析了通信网络与控制系统仿真软件的特性,基于网络化控制系统仿真平台的研究现状,选取了两种普遍使用的仿真软件,分别是能够胜任物理仿真器的MATLAB,以及在网络通信领域近年来快速发展的NS3作为网络仿真器,构建了一种新型的网络化控制系统仿真平台。本文的主要工作如下:（1）设计了协同仿真平台的总体方案,确定了仿真平台依赖的各软件模块与协同仿真架构的主导方式。以此设计了一个合适的系统架构,在该架构下两个软件能够互相通信,同时也实现了单仿真器内部各模块之间的通信。（2）设计了仿真平台软件系统的时间同步方案。针对两种仿真软件间需要进行时间同步的问题,根据仿真器驱动方式的不同和仿真目标的不同对两种可行的同步方式予以实施,分别为控制器时间驱动采用的主从式时间同步方式,以及控制器事件驱动采用的基于控制器事件的全局驱动式同步方式。（3）设计了仿真平台软件系统的底层模块实现方案。针对部分模块予以改进并设计了新的模块,例如两种不同仿真器的时间控制模块。并使用MATLAB GUI套件开发了仿真平台交互界面以及将可视化功能加入系统。（4）通过使用该网络化控制系统协同仿真平台,对两种控制系统的主动补偿方案进行测试。仿真结果验证了主动补偿方案的有效性,以及仿真平台具有较好的可靠性与稳定性,符合仿真平台设计的基本要求。最后,对本文的工作进行分析与总结,指出了仿真平台在设计方面的优点与不足,并展望了未来的研究方向。
郑宇[8]（2019）在《软件定义分层光接入网及其应用技术研究》文中认为近年来,随着移动通信、数据中心、物联网和工业互联网等信息物理系统（CPS）建设高潮的到来,对可集数据采集、融合、交换与处理为一体的高速大容量光接入网的需求激增。由于接入根节点产生的海量数据时空分布的多源化、离散化和异构性,传统光接入网已难以满足需求。本文以上述应用需求为牵引,通过软件定义和光电混合交换技术,研究新型光接入网架构、节点与交换技术,贯通物理层与媒质接入控制（MAC）层,满足海量数据接入与处理的需求。首先,论文提出了软件定义分层光接入网（SD-HOAN）方案,对核心与接入两类网络域实现统一控制,上、下行和控制信道分别采用不同的波段,对簇、集、域及核心四层信号实现分层分布式光电混合交换,使得物理层与媒质接入控制层无缝贯通,从而实现海量多源异构数据的汇聚融合、分层交换和统一控制。研制了网络仿真器,基于SDHOAN架构提出了周期信令传输机制与时隙密排调度算法,仿真验证了SD-HOAN具有高吞吐量、低时延等性能。接着,论文分别提出了单/双纤双向两种无源光分配节点（PODN）和输出端口带宽可重构光电混合核心交换节点（HOECSN）结构。通过PODN,搭建了HOECSN与边缘接入节点（EAN）间和EAN之间的传输通路。研究了PODN、HOECSN与MAC融合技术,实现了集内、域内和核心层海量异构数据交换,基于流量统计信息动态配置了输出端口带宽,提高了输出带宽利用率,降低了节点功耗。然后,论文研究了SD-HOAN技术在两种具体场景中的应用。设计了大规模数据中心SD-HOAN系统方案,PODN与簇间交换节点分别构成无源光接入与电接入层,实现了双MAC分层交换,基于负载感知双模态（LSDM）调度算法实现了簇内高效通信,具有高扩展与低功耗特性。设计了智能变电站SD-HOAN系统方案,研制出边缘、核心节点原型样机,搭建了智能变电站面向SV业务的SD-HOAN现场实验系统,实验测得系统具有低时延、单向组播、协议转换与光域信号汇聚等功能。最后,论文给出全文总结以及有待开展的工作。
周鹏[9]（2019）在《可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究》文中指出信息物理系统（Cyber Physical System,CPS）是一种具有松散物理结构和严谨逻辑组织的有机智能系统;其涉及如计算、网络、控制、物理处理和应用领域知识等多学科交叉技术;应用通常对安全性、可信性及合时性有严格的要求。而CPS时刻产生如此大量复杂的数据,以致于管理员无法及时有效地理解数据并给出正确的指令。因此需要构建一种自管理CPS（Self-management CPS,SCPS）,使之在不同情况下都能自主地、灵活地与物理世界进行正确地交互,并能自动的从各种异常中恢复且不影响正常业务实施。随着SCPS规模的不断扩大,系统的复杂性、时延等问题日益失控;自管理决策的不确定性和决策执行的可信性等问题也日渐严峻。迫切需要探索系统性SCPS设计方案和维护方案,以各项模型和技术的有机集成,构建可信SCPS。物理世界高度并行且灵活,同时充满随机性。为匹配并行度,SCPS通常包含大量的（异构）传感器和执行器。为灵活应对动态场景,SCPS需要以不同方式自主按需地组织并协调这些嵌入式子系统。针对这些特点,本文提出可组合的actor元模型建模SCPS服务;使用（随机）活动网络（stochastic activity network）构建服务的交互模型,并提出合约-建议-决策规范。为控制复杂性,本文基于代数运算建模运行时重组的组合模式,研究actor元模型的可组合性约束、属性和需求的可满足性规则;并进一步提出了自愈actor模型改善失效模式下子系统的可组合性。在actor元模型的基础上,本文采用架构分析和设计语言（AADL）探索基于模型驱动工程（Model Driven Engendering,MDE）的SCPS设计方法,并构建相应的actor模型库,硬件模型和错误模型,以及SCPS综合集成模型。采用形式化模型转换方法将元模型转化为现有的FTA、CTMC、自动机等分析模型,利用现有的分析工具对设计开展硬件-软件协同分析、研究故障行为和正常行为的相互影响。同时针对SCPS自管理需要架构和策略动态协同的特点,本文提出了架构-策略协同分析思想,以及带一阶检查点的分层决策-去中心化实施方案。最后分析了4种不同去中心化层程度方案的灵活性,仿真结果显示了分层决策-去中心化决策方案在可靠性和稳定性等指标的改进。为应对自管理决策中的时延和不确定性挑战,本文提出了一种基于合约规范（Contract）的自适应方案协调式子系统间的分布式协作。通过将合约规范中的活动拓扑抽象有向图,将SCPS拓扑抽象为边点带权顶点着色图,本文将合约规范优化过程按反馈循环分为3个阶段,提出合约的多目标渐进优化方案。在合约制定阶段采用改进Dijkstra算法检验合约的可实施性;在建议细化阶段,采用改进NSGA-II算法优化actor的组织;在决策执行阶段,采用组合模式和决策规范指导actor协作,并赋予actor局部随机应变的能力。在此基础上采用等待时间对齐方法协调不同分支的执行时间,降低决策方案的可靠性期望值的波动,提升决策执行方案的稳定性,进而提高SCPS行为的可预测性和可控性。仿真结果揭示了改善行为稳定性和合约优化的主要因素,并显示了渐进优化方案的有效性。进一步本文提出了可组合自适应框架和自相似actor,并证明解耦（架构）控制逻辑能降低系统的全局复杂性,进而提升系统可靠性。同时针对全局绝对参考时间方案无法满足大规模地理分布的SCPS需求的问题,本文提出了一种基于相对参考时间的分布式事件的时序保障方案。针对actor模型故障传播假设的不足,设计了基于轻量级容器隔离方案,为actor提供理想的运行时环境;并在容器上集成基于FDIR的自修复方案以限制故障传播和改善actor自愈能力。最后在实际嵌入式系统上分析验证了容器的FDIR效率和消息管理的效率,以及合约渐进优化和决策执行的可靠性、稳定性。实际测试结果显示本设计方案、系统优化、自管理功能等措施的有效性,以及本方案的可靠性综合保障能力。论文结尾总结了复杂性和不确定性对SCPS设计和维护带来的挑战,并给出驯服复杂性的两个原则,以及用于克服设计和决策中的不确定性的系统性建议。最后针对现有设计中的不足和结合设计中的启发,利用MDE和model@run.time两者的模型和设计原理的相似性,提出自进化CPS（self-evolution CPS）的概念设计。
马剑[10]（2019）在《面向工业应用的无线传感器网络链路资源调度研究》文中进行了进一步梳理无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）由于布设成本低、使用灵活、部署广泛等优势获得工业测控领域的高度重视。根据对网络性能要求从低到高,国际自动化协会将工业应用分为监视、控制和生产安全三个等级。市场调研公司 ON World 关于工业无线传感器网络（Industrial Wireless Sensor Networks,IWSNs）的最新报告,以及IEEE旗舰期刊Proceedings在2016年对IWSNs技术的专题综述论文指出:目前IWSNs主要应用于对网络性能要求较低的监视级应用,在实时监控、生产安全等高级应用方面仍然面临诸多挑战,急需开展深入研究,是未来发展的重要方向。因此本文重点研究面向实时监控、生产安全和移动场景等高级工业应用的新型IWSNs网络架构和链路资源调度,主要成果和创新点如下:1.为了支持高级工业应用对网络性能的苛刻要求,本文借鉴智慧协同网络的架构思想,提出基于资源适配的IWSNs网络架构,通过对网络组件资源的精细划分,设计了资源适配协议以及控制与数据传输通道分离机制,实现工业应用与网络资源的适配,满足高级工业应用的网络性能需求。同时,本文在实际工业应用中搭建原型系统,为后续章节研究内容的部署和验证奠定基础。2.为了提高IWSNs多跳传输的可靠性,提出基于退让时隙的单路径重传资源调度算法。本文首先分析了现有共享时隙竞争机制的低可靠性,然后采用空闲信道评估和信道占用机制,设计了退让时隙组件,避免共享时隙竞争。其次,考虑数据包在多跳路径中重传的连续性和所需的空闲时隙,提出了基于数据流的连续时隙分配算法,提高资源利用率。最后,理论分析了不同资源调度策略的可靠性,并且在不同链路环境下对比实验。结果表明,随着链路丢包率的升高,本文提出的资源调度算法在足够共享时隙数量的情况下数据包接收率也能够达到99%以上,同时能够获得较高的时隙利用率和较低的节点能量消耗。3.多路径重传可有效提高IWSNs的可靠性,然而工业应用的实时性要求导致其调度成功率非常低。为此,本文提出一种基于多约束条件的多路径干扰避免资源调度算法。本文首先在数据传输周期多样化和信道受限的情况下,分析了时隙和信道资源调度的约束条件。其次,考虑到资源分配时所需遵循的路由顺序,提出了链路传输生成算法,并且通过分析多样化周期和多路径带来的资源调度干扰,采用速率单调策略、多接入点和重用共享时隙,提出了多路径干扰避免资源调度算法。最后通过仿真表明,本文提出的调度算法能够扩大网络规模,提升调度成功率,同时通过实验证明,本文算法能够保障数据传输的可靠性,并且降低数据传输的平均时延。4.工业生产安全应用要求网络能以最高的优先级处理突发紧急数据,需要IWSNs支持不同优先级的数据处理,然而现有IWSNs研究缺乏QoS支持。为此,本文提出基于紧急事件触发的优先接入控制机制。面向生产安全应用,本文首先建立了 IWSNs事件触发故障保护模型。通过设计周期数据传输、紧急告警和紧急信息传输的时隙组件,本文提出了一种优先接入控制机制,分别实现事件触发、资源抢占和数据实时传输,从本质上解决了网络中周期数据与突发紧急数据并存的资源调度问题。本文理论分析了该机制的实时性能,在实际焊接工厂中搭建故障保护系统进行对比实验,证明了本文机制对突发紧急数据传输的实时性能优势,并且在故障探测设备汇报周期较大的情况下可以减少带宽的使用。5.目前IWSNs主要应用于固定场景,但移动性支持是未来高级工业应用的发展趋势。因此,针对节点移动导致的数据失效问题,本文提出一种基于模糊逻辑控制的无缝移动切换策略。本文通过实际测试分析易获取的数据链路层参数,分别组建了三种移动切换触发评估参数,提出了基于模糊逻辑控制器的移动切换触发判决机制,减少了误切换和迟切换。为了降低移动节点的数据失效率以及减少链路注册次数,本文提出了一种基于分段时隙资源调度方案的无缝移动切换算法,该算法使得移动节点能够动态调度共享通信资源,实现移动过程中的数据传输,并在移动过程中进行移动状态评估,避免频繁链路注册。实验表明,相比于传统移动切换机制,本文策略能够有效降低移动节点的数据包丢失率和失效率以及能量消耗。
二、关于离散事件系统异步仿真中时钟管理机制的理论探讨（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、关于离散事件系统异步仿真中时钟管理机制的理论探讨（论文提纲范文）
（1）PCIe协议仿真平台的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 网络仿真软件概述 |
| 1.2.2 网络仿真软件特点 |
| 1.2.3 现有网络仿真软件的不足 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 PCIe协议概述 |
| 2.1 PCIe协议功能结构 |
| 2.2 事务层功能概述 |
| 2.2.1 事务层主要功能 |
| 2.2.2 数据包定义 |
| 2.2.3 排队与流量控制 |
| 2.2.4 数据完整性 |
| 2.3 数据链路层功能概述 |
| 2.3.1 数据链路层主要功能 |
| 2.3.2 数据链路层数据包 |
| 2.3.3 数据完整性 |
| 2.4 物理层功能概述 |
| 2.4.1 物理层主要功能 |
| 2.4.2 编解码与扰码 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 PCIe协议编码技术研究 |
| 3.1 CRC理论分析与功能设计 |
| 3.1.1 主流CRC校验码 |
| 3.1.2 CRC漏检率分析 |
| 3.1.3 CRC功能设计与实现 |
| 3.2 FEC理论分析与功能设计 |
| 3.2.1 循环码的定义与基本性质 |
| 3.2.2 BCH码 |
| 3.2.3 FEC功能设计与实现 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 PCIe点到点的协议仿真 |
| 4.1 高速传输模型 |
| 4.1.1 CPU内存高速读写能力的理论分析 |
| 4.1.2 多进程交互 |
| 4.1.3 基于环形队列的“生产者-消费者”进程间高速数据交换 |
| 4.1.4 令牌桶的速率控制 |
| 4.2 仿真时钟推进算法 |
| 4.2.1 流量控制时延计算 |
| 4.2.2 总线发送时延计算 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 PCIe软件仿真平台设计 |
| 4.3.2 仿真参数设置与评估参数设定 |
| 4.3.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 PCIe协议多点到多点的仿真 |
| 5.1 分布式机器学习概述 |
| 5.1.1 分布式机器学习基本并行策略 |
| 5.1.2 单机优化算法 |
| 5.1.3 通信机制 |
| 5.1.4 模型聚合 |
| 5.2 基于ResNet-50 的理论推导 |
| 5.2.1 ResNet-50 |
| 5.2.2 基于ResNet-50 的仿真设计 |
| 5.3 仿真设计与结果分析 |
| 5.3.1 通信内容 |
| 5.3.2 通信拓扑 |
| 5.3.3 仿真结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）面向无人机集群的组网仿真系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.3 论文主要研究内容与创新 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 协同仿真系统耦合性分析 |
| 2.1 无人机集群及其网络特征分析 |
| 2.1.1 无人机集群特征分析 |
| 2.1.2 无人机集群通信网络分析 |
| 2.2 协同仿真需求分析 |
| 2.3 协同仿真可行性分析 |
| 2.4 协同仿真系统组件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 协同仿真平台架构设计与实现 |
| 3.1 总体架构设计 |
| 3.2 无人机模拟层架构设计 |
| 3.2.1 无人机物理模型设计 |
| 3.2.2 无人机模拟飞行控制设计 |
| 3.3 中间层架构设计 |
| 3.4 无人机网络模拟层架构设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 无人机集群协同仿真变步长时间同步算法设计与实现 |
| 4.1 子模块的仿真驱动方式分析 |
| 4.2 协同仿真的时间同步策略 |
| 4.2.1 基于时间步进方式同步 |
| 4.2.2 基于主从方式时间同步 |
| 4.2.3 基于全局事件方式时间同步 |
| 4.3 协同仿真的时间同步算法优化 |
| 4.3.1 变步长时间同步算法优化设计 |
| 4.3.2 变步长时间同步算法实现 |
| 4.4 变步长时间同步算法的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 面向协同仿真平台的无人机集群案例分析 |
| 5.1 协同仿真平台性能测试 |
| 5.1.1 模拟脚本设计 |
| 5.1.2 仿真性能测试 |
| 5.2 基于协同仿真平台的无人机集群案例分析 |
| 5.2.1 无人机集群编队仿真测试 |
| 5.2.2 FANET路由协议测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）基于群体智能的无人机集群协同对抗系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 无人机集群群体智能相关技术研究 |
| 2.1 协同电子对抗技术 |
| 2.2 面向无人集群的多智能体系统 |
| 2.3 群体智能算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 无人机集群协同对抗场景与需求分析 |
| 3.1 无人集群协同对抗场景想定 |
| 3.2 无人集群协同对抗问题的形式化描述 |
| 3.3 无人机集群协同对抗系统需求分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统原理分析与系统架构 |
| 4.1 无人机集群协同对抗系统原理分析 |
| 4.2 无人机集群协同对抗系统方案设计 |
| 4.3 系统体系架构 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统详细设计与实现 |
| 5.1 系统详细设计 |
| 5.2 对抗环境仿真系统实现 |
| 5.3 数据链路仿真实现 |
| 5.4 协同决策系统与算法实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 系统测试与分析 |
| 6.1 验证系统场景 |
| 6.2 系统测试 |
| 6.3 基于人工蜂群信息素的集群协同决策算法性能测试 |
| 6.4 本章小节 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）一种低轨卫星网络仿真系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 低轨卫星网络相关技术介绍 |
| 2.1 低轨卫星网络 |
| 2.1.1 低轨卫星星座系统 |
| 2.1.2 低轨卫星组网技术 |
| 2.1.3 低轨卫星路由技术 |
| 2.1.4 低轨卫星网络仿真 |
| 2.2 虚拟化仿真技术 |
| 2.2.1 平台虚拟化技术 |
| 2.2.2 网络虚拟化技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 低轨卫星网络仿真系统方案设计 |
| 3.1 系统设计的需求和挑战 |
| 3.1.1 高动态拓扑变化的仿真 |
| 3.1.2 大规模用户节点的仿真 |
| 3.1.3 真实业务流量的承载 |
| 3.1.4 仿真资源的部署与管理 |
| 3.1.5 离散事件的高性能调度 |
| 3.2 系统整体设计 |
| 3.2.1 系统逻辑结构 |
| 3.2.2 系统数据模型 |
| 3.2.3 系统仿真流程 |
| 3.2.4 系统分层部署 |
| 3.3 控制层设计 |
| 3.3.1 星座运动模型 |
| 3.3.2 网络拓扑模型 |
| 3.3.3 网络编址模型 |
| 3.4 载体层设计 |
| 3.4.1 仿真节点载体 |
| 3.4.2 仿真链路载体 |
| 3.4.3 载体的分布式扩展 |
| 3.4.4 载体的半实物扩展 |
| 3.4.5 载体的离散事件仿真 |
| 3.5 资源管理层设计 |
| 3.5.1 载体资源的管理 |
| 3.5.2 载体管理的分布式扩展 |
| 3.5.3 主机设备的管理 |
| 3.5.4 仿真网络载体的部署 |
| 3.6 任务调度层设计 |
| 3.6.1 离散事件调度实例 |
| 3.6.2 调度实现方式 |
| 3.6.3 任务树机制 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 低轨卫星网络仿真系统方案实现 |
| 4.1 子系统划分 |
| 4.2 仿真网络子系统 |
| 4.2.1 仿真时间相关类的设计与实现 |
| 4.2.2 低轨卫星星座类的设计与实现 |
| 4.2.3 仿真节点相关类的设计与实现 |
| 4.2.4 仿真链路相关类的设计与实现 |
| 4.2.5 仿真网络类的设计与实现 |
| 4.3 切片管理子系统 |
| 4.3.1 本地Shell调用接口 |
| 4.3.2 宿主机类的设计与实现 |
| 4.3.3 切片类的设计与实现 |
| 4.4 任务调度子系统 |
| 4.4.1 C++11对并行计算的支持 |
| 4.4.2 任务节点类的设计与实现 |
| 4.5 用户交互子系统 |
| 4.5.1 系统管理接口 |
| 4.5.2 用户指令集 |
| 4.6 一种集中式路由实现案例 |
| 4.6.1 仿真网络拓扑的获取 |
| 4.6.2 动静结合的集中式路由实现 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统功能验证与性能评估 |
| 5.1 仿真系统功能验证 |
| 5.1.1 测试环境与场景 |
| 5.1.2 仿真网络管理场景 |
| 5.1.3 仿真网络多机部署场景 |
| 5.1.4 仿真网络动态仿真场景 |
| 5.1.5 用户节点半实物仿真场景 |
| 5.2 仿真系统性能评估 |
| 5.2.1 测试环境与评估方法 |
| 5.2.2 系统内存占用 |
| 5.2.3 系统CPU占用 |
| 5.2.4 系统仿真耗时 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作与总结 |
| 6.2 下一步工作与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论目录 |
（5）基于智能体的双线自动闭塞区段列车运行智能决策仿真模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 第2章 自动闭塞区段列车运行特点及仿真原理分析 |
| 2.1 自动闭塞概念 |
| 2.2 自动闭塞方式及原理 |
| 2.2.1 固定闭塞方式 |
| 2.2.2 准移动闭塞方式 |
| 2.2.3 移动闭塞方式 |
| 2.3 系统仿真技术研究 |
| 2.3.1 系统仿真技术的概念 |
| 2.3.2 系统仿真方法 |
| 2.3.3 铁路列车运行仿真模型及方法分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 智能体理论与多智能体系统仿真方法研究 |
| 3.1 智能体相关概念 |
| 3.1.1 智能体的定义 |
| 3.1.2 智能体的特性 |
| 3.1.3 智能体的一般模型 |
| 3.1.4 智能体与对象的异同 |
| 3.2 多智能体系统 |
| 3.2.1 多智能体系统的定义与特点 |
| 3.2.2 多智能体系统的结构与特性 |
| 3.3 多智能体之间的通信方式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于列车智能体的列车运行智能决策仿真模型 |
| 4.1 列车智能体模型 |
| 4.1.1 列车智能体模型结构 |
| 4.1.2 列车动力学模型 |
| 4.1.3 牵引力的计算 |
| 4.1.4 列车运行阻力计算 |
| 4.1.5 列车制动力计算 |
| 4.2 线路拓扑结构模型 |
| 4.2.1 车站拓扑结构模型 |
| 4.2.2 区间拓扑结构模型 |
| 4.3 列车智能体间的通信 |
| 4.4 列车运行智能决策模型 |
| 4.4.1 列车运行决策过程描述 |
| 4.4.2 区间追踪运行决策模型 |
| 4.4.3 列车越行决策模型 |
| 4.4.4 列车到发线占用决策模型 |
| 4.4.5 区间干扰情况下列车运行决策模型 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 仿真实现与仿真结果验证 |
| 5.1 Anylogic仿真平台 |
| 5.1.1 列车智能体建模 |
| 5.1.2 列车运行环境建模 |
| 5.1.3 列车行为建模 |
| 5.2 仿真环境下模型构建 |
| 5.3 仿真实例验证 |
| 5.3.1 实验数据 |
| 5.3.2 列车区间追踪运行决策模型验证 |
| 5.3.3 列车越行决策模型验证 |
| 5.3.4 列车到发线占用决策模型验证 |
| 5.3.5 区间干扰情况下列车运行决策模型验证 |
| 5.3.6 实际实验场景仿真运行效果分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）受限传感器网络中时间同步问题的一致性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号及释义对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 时间同步算法的国内外研究现状 |
| 1.2.1 关于层级式时间同步 |
| 1.2.2 关于分布式时间同步 |
| 1.3 受限传感器网络时间同步的主要挑战 |
| 1.4 本文的主要研究内容与创新 |
| 1.5 章节安排 |
| 第二章 受限传感器网络分布式时间同步策略可行性分析 |
| 2.1 传感器网络特征描述 |
| 2.1.1 传感器节点特征 |
| 2.1.2 传感器网络应用场景特征 |
| 2.2 传感器网络分布式时间同步模型建立 |
| 2.2.1 节点时钟模型 |
| 2.2.2 网络约束 |
| 2.2.3 两类估计策略下的分布式同步模型 |
| 2.3 基于一致性的时间同步策略 |
| 2.3.1 一致性时间协议的控制系统模型 |
| 2.3.2 一致性时间协议的分类 |
| 2.3.3 一致性时间协议的评价指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于拓扑优化的大规模传感器网络高能效时间同步 |
| 3.1 具有访问与传播延迟结构的一致性时间同步协议 |
| 3.2 带时延平衡的三目标拓扑规划问题建模 |
| 3.2.1 基于节点划分的广播能耗抑制 |
| 3.2.2 受限拓扑规划策略 |
| 3.2.3 NP-完全性证明 |
| 3.3 拓扑规划问题的优化求解及算法设计 |
| 3.3.1 改进多目标人类学习优化求解方法 |
| 3.3.2 算法流程与时间复杂度分析 |
| 3.4 仿真评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于Gossip一致性的随机连通传感器网络时间同步 |
| 4.1 Gossip协议模型 |
| 4.2 Gossip一致性时间同步 |
| 4.2.1 问题建模 |
| 4.2.2 Gossip通信的鲁棒性分析 |
| 4.2.3 基于Gossip更新的一致性补偿策略 |
| 4.2.4 算法流程 |
| 4.2.5 收敛性证明 |
| 4.2.6 加速收敛设计 |
| 4.3 增强型Gossip一致性时间同步 |
| 4.3.1 非对称有界时延模型 |
| 4.3.2 递归最小二乘法和滞后比较策略 |
| 4.3.3 算法流程 |
| 4.4 仿真评估 |
| 4.4.1 忽略时延 |
| 4.4.2 考虑时延 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于信任节点的受攻击传感器网络容侵时间同步 |
| 5.1 混合攻击模型 |
| 5.1.1 女巫攻击 |
| 5.1.2 虚假数据注入攻击 |
| 5.2 攻击下Gossip一致性时间同步算法性能分析 |
| 5.3 容侵时间同步算法 |
| 5.3.1 安全设计策略 |
| 5.3.2 基于四元组消息检测器的信任节点决策 |
| 5.3.3 算法设计及其收敛性证明 |
| 5.4 仿真评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（7）基于NS3和MATLAB的网络化控制系统协同仿真平台设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 网络化控制系统概述 |
| 1.3 网络仿真器NS3 介绍 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 网络化控制系统的研究现状 |
| 1.4.2 网络化控制系统仿真平台研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 网络化控制系统协同仿真平台总体方案设计 |
| 2.1 网络化控制系统协同仿真平台总体方案设计 |
| 2.1.1 仿真平台需求分析 |
| 2.1.2 仿真平台依赖环境配置 |
| 2.2 协同仿真平台架构与模块 |
| 2.2.1 网络化控制系统协同仿真平台架构 |
| 2.2.2 NS3 模块 |
| 2.2.3 MATLAB模块 |
| 2.3 协同仿真平台数据交换与传递设计 |
| 2.3.1 仿真软件间的数据交换 |
| 2.3.2 单仿真器内的数据传递 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 网络化控制系统协同仿真平台时间同步方案设计 |
| 3.1 时间同步策略 |
| 3.1.1 MATLAB/Simulink与 NS3 的仿真驱动方式 |
| 3.1.2 协同仿真时间同步方案 |
| 3.1.3 同步方案的选择 |
| 3.2 Linux下的Socket编程 |
| 3.3 同步信息交互模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 网络化控制系统协同仿真平台底层模块设计 |
| 4.1 NS3 各模块程序设计 |
| 4.1.1 基本类的描述 |
| 4.1.2 外部驱动仿真器类(EDS类)程序设计 |
| 4.1.3 辅助类的设计 |
| 4.1.4 NS3 仿真脚本的设计 |
| 4.2 MATLAB/Simulink各模块程序设计 |
| 4.2.1 MATLAB仿真驱动模块 |
| 4.2.2 控制系统Simulink模型 |
| 4.2.3 MATLAB客户端组件 |
| 4.2.4 仿真平台交互界面 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 仿真平台测试与结果分析 |
| 5.1 桥式吊车远程控制系统仿真测试 |
| 5.1.1 系统描述与控制方案 |
| 5.1.2 吊车远程控制系统仿真 |
| 5.2 通信资源受限网络控制系统主动补偿方法的仿真测试 |
| 5.2.1 系统描述与控制方案 |
| 5.2.2 基于TrueTime的仿真 |
| 5.2.3 基于STM32 的测试 |
| 5.2.4 基于协同仿真平台的仿真 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 参与的科研项目及获奖情况 |
| 3 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（8）软件定义分层光接入网及其应用技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光接入网应用需求 |
| 1.1.1 高速宽带固网接入 |
| 1.1.2 5G移动通信接入 |
| 1.1.3 数据中心网络 |
| 1.1.4 物联网 |
| 1.1.5 工业互联网 |
| 1.2 光接入网技术研究进展 |
| 1.2.1 光接入网协议标准与架构 |
| 1.2.2 基于边缘计算的光接入网 |
| 1.2.3 基于动态资源配置的高效光接入网 |
| 1.3 软件定义光接入网技术研究进展 |
| 1.3.1 SDN技术 |
| 1.3.2 软件定义光接入网技术 |
| 1.3.3 基于光电混合交换的数据中心网络 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 1.4.1 本文研究意义 |
| 1.4.2 本文研究框架与路线 |
| 1.4.3 本文章节安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 软件定义分层光接入网架构与性能分析 |
| 2.1 SD-HOAN方案 |
| 2.1.1 SD-HOAN架构 |
| 2.1.2 簇、集、域分层MAC |
| 2.1.3 SD-HOAN数据格式 |
| 2.1.4 周期信令传输机制 |
| 2.1.5 时隙密排调度算法 |
| 2.2 SD-HOAN仿真器 |
| 2.2.1 SD-HOAN节点流量生成模型与统计特征 |
| 2.2.2 网络性能评估参数及定义 |
| 2.2.3 SD-HOAN仿真器设计与实现 |
| 2.3 SD-HOAN性能分析 |
| 2.3.1 仿真参数设置 |
| 2.3.2 吞吐量与帧时延 |
| 2.3.3 平均时隙长度 |
| 2.3.4 与传统光接入网对比分析 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 无源光分配层节点及媒质接入控制融合技术 |
| 3.1 单、双纤双向PODN方案 |
| 3.1.1 单纤双向PODN |
| 3.1.2 双纤双向PODN |
| 3.2 媒质接入控制与调度算法 |
| 3.2.1 单纤双向PODN-MAC |
| 3.2.2 双纤双向PODN-MAC |
| 3.3 PODN性能分析 |
| 3.3.1 单纤双向PODN |
| 3.3.2 双纤双向PODN |
| 3.3.3 单、双纤双向PODN性能对比分析 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 输出端口带宽可重构光电混合核心交换节点技术 |
| 4.1 输出端口带宽可重构HOECSN方案 |
| 4.1.1 节点结构 |
| 4.1.2 光交换矩阵方案 |
| 4.1.3 寻址与缓存 |
| 4.1.4 输出端口带宽重构技术 |
| 4.2 静态流量节点性能分析 |
| 4.2.1 静态流量空间偏斜度 |
| 4.2.2 输出带宽分配算法 |
| 4.2.3 输出带宽利用率与时延性能分析 |
| 4.2.4 光交换矩阵配置时间对节点性能的影响 |
| 4.3 动态流量节点性能分析 |
| 4.3.1 动态流量空间偏斜度 |
| 4.3.2 准实时渐进式输出带宽分配算法 |
| 4.3.3 HOECSN与固定带宽交换机性能对比分析 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 大规模数据中心SD-HOAN系统设计与分析 |
| 5.1 大规模数据中心SD-HOAN系统方案 |
| 5.1.1 系统结构 |
| 5.1.2 PODN与光接口结构设计 |
| 5.1.3 信道分配与双MAC |
| 5.2 数据中心流量统计特征与业务分级综合流量模型 |
| 5.2.1 数据中心流量统计特征 |
| 5.2.2 数据中心业务分级综合流量模型 |
| 5.2.3 流量生成实例 |
| 5.3 LSDM调度算法与网络系统性能分析 |
| 5.3.1 LSDM调度算法[5] |
| 5.3.2 网络系统性能分析 |
| 5.3.3 与CSMA/CD算法性能对比 |
| 5.3.4 与POXN、POTORI架构性能对比分析 |
| 5.4 系统扩展性与功耗分析 |
| 5.4.1 扩展性 |
| 5.4.2 系统功耗 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 智能变电站SD-HOAN系统设计与实现 |
| 6.1 智能变电站SD-HOAN系统方案 |
| 6.1.1 过程层业务与组网模式 |
| 6.1.2 系统与节点结构 |
| 6.1.3 基于故障树的系统可靠性建模 |
| 6.1.4 可靠性仿真分析 |
| 6.2 智能变电站面向SV业务的SD-HOAN系统方案 |
| 6.2.1 系统结构 |
| 6.2.2 节点结构 |
| 6.2.3 性能仿真 |
| 6.3 智能变电站面向SV业务的SD-HOAN系统研制 |
| 6.3.1 边缘节点原型样机研制与测试 |
| 6.3.2 核心节点原型样机研制与测试 |
| 6.3.3 第三方检测 |
| 6.4 四川黄水220kV变电站SD-HOAN系统实验 |
| 6.4.1 实验系统节点部署 |
| 6.4.2 实验系统测试结果 |
| 6.4.3 分析与讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的学术论文及获得的科研成果 |
| 表格索引 |
| 图形索引 |
（9）可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 CPS及可信计算等相关概念 |
| 1.2.1 CPS概念 |
| 1.2.2 CPS服务特征及设计需求 |
| 1.2.3 可信性概念 |
| 1.2.4 可信的自管理CPS |
| 1.2.5 模型驱动工程 |
| 1.2.6 运行时建模技术 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.3.1 CPS模型及分析工具研究 |
| 1.3.2 自管理决策及其可信性研究 |
| 1.3.3 不确定性问题和决策差异化研究 |
| 1.3.4 CPS集成技术研究 |
| 1.3.5 CPS国内外研究现状小结 |
| 1.4 自管理模式分析 |
| 1.4.1 SCPS自管理模式 |
| 1.4.2 自管理误差源和故障源 |
| 1.5 论文主要研究内容和章节结构 |
| 1.5.1 论文主要研究内容 |
| 1.5.2 研究内容之间的关系 |
| 第2章 一体化SCPS可组合元模型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SCPS系统建模现状 |
| 2.2.1 SCPS子系统模型 |
| 2.2.2 可组合性定义 |
| 2.2.3 可组合性的相关研究 |
| 2.3 Actor及其组合模型 |
| 2.3.1 可组合时限可写actor模型 |
| 2.3.2 Actor组合交互模型 |
| 2.4 基于合约的决策任务表示规范 |
| 2.4.1 集成控制流和数据流的决策任务模型 |
| 2.4.2 合约-建议-决策规范 |
| 2.4.3 Actor活动组合模式及约束 |
| 2.4.4 Actor活动组合性质 |
| 2.4.5 基于actor元模型的事件推断及决策组织 |
| 2.5 Actor模型可组合性 |
| 2.5.1 功能可组合性 |
| 2.5.2 Actor需求和属性可组合性 |
| 2.5.3 Actor组合约束 |
| 2.5.4 失效模式的actor可组合性 |
| 2.6 合约可组合性及决策的合并约束 |
| 2.7 Actor元模型应用示例 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 面向SCPS的模型驱动工程方法和架构-策略协同验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 面向SCPS的模型驱动工程方法 |
| 3.2.1 面向SCPS的模型驱动工程研究现状 |
| 3.2.2 AADL语言和工具简介 |
| 3.2.3 基于AADL面向SCPS的模型驱动工程方法 |
| 3.2.4 Actor元模型和AADL语言描述规则转化 |
| 3.2.5 基于模型驱动工程方法的actor模型可信性分析 |
| 3.3 Actor子系统元模型实现和集成 |
| 3.3.1 AADL软硬件库 |
| 3.3.2 Actor元模型实现 |
| 3.3.3 基于Actor的软硬件协同设计模型 |
| 3.4 SCPS嵌入式子系统软硬协同验证 |
| 3.4.1 基于Actor元模型的设计验证原理 |
| 3.4.2 多actor的嵌入式子系统验证 |
| 3.4.3 子系统可信性的软硬件协同验证 |
| 3.5 架构设计及架构-策略协同验证 |
| 3.5.1 中心式静态控制策略方案 |
| 3.5.2 去中心架构中心化管理方案 |
| 3.5.3 完全去中心化管理方案 |
| 3.5.4 简单分层-去中心方案 |
| 3.5.5 带检查点的分层-去中心方案 |
| 3.5.6 架构-策略协同仿真 |
| 3.6 感知误差对决策可靠性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于合约的SCPS自管理决策多目标渐进优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自适应反馈循环模式及协作 |
| 4.2.1 通用的自适应反馈循环模式 |
| 4.2.2 前瞻性决策中各反馈循环间的协作 |
| 4.3 运行时自适应的可组合合约 |
| 4.3.1 当前中心式和去中心式自管理方案的不足 |
| 4.3.2 运行时可改进的合约-决策方案 |
| 4.4 基于运行时建模的合约渐进优化 |
| 4.4.1 合约-决策细化问题形式化 |
| 4.4.2 合约的可实施性检测 |
| 4.4.3 基于改进NSGA-II的建议优化 |
| 4.4.4 建议时序约束设置和建议分解 |
| 4.5 去中心式决策运行时优化及补救性恢复 |
| 4.5.1 活动等待时间修正和截止时间对齐 |
| 4.5.2 运行时可靠性修正 |
| 4.5.3 运行时能耗优化 |
| 4.5.4 同步及时间误差消除 |
| 4.5.5 周期性子系统属性更新及反馈 |
| 4.6 合约-决策方案分析及仿真 |
| 4.6.1 建议优化复杂性和仿真分析 |
| 4.6.2 等待时间对稳定性影响分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 可信SCPS多角色可组合子系统方案与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SCPS自适应架构设计及分析 |
| 5.2.1 分层决策-去中心化执行多角色自适应架构 |
| 5.2.2 自适应架构解耦控制管理逻辑 |
| 5.2.3 可配置自管理嵌入式子系统框架 |
| 5.2.4 自相似actor接口定义及优势 |
| 5.2.5 运行时可编程规范和复合actor的生成 |
| 5.3 基于相对时间的分布式时序可靠性保障 |
| 5.3.1 相对参考时间方案 |
| 5.3.2 相对时间方案中时钟误差消除 |
| 5.3.3 相对时间和绝对时间方案比较分析 |
| 5.4 面向AVR的轻量级可恢复容器设计 |
| 5.4.1 轻量级可恢复的容器设计 |
| 5.4.2 容器性能分析 |
| 5.4.3 容器的故障恢复能力测试 |
| 5.5 SCPS爆发性消息管理优化 |
| 5.6 本地子系统自愈方案设计 |
| 5.6.1 多层次一体化自愈措施 |
| 5.6.2 时间预估及自愈措施选择 |
| 5.6.3 运行时时序可信相关的组合方案 |
| 5.7 SCPS系统实测与分析 |
| 5.7.1 测试平台和相关配置 |
| 5.7.2 建议的多目标组合优化解集 |
| 5.7.3 实际系统可靠性和稳定性测试 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）面向工业应用的无线传感器网络链路资源调度研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 简略符号注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 IWSNs概述 |
| 1.2.2 IWSNs基本结构 |
| 1.2.3 IWSNs特点 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 IWSNs相关标准 |
| 1.3.2 国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要工作与创新点 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 基于资源适配的IWSNs网络架构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于资源适配的IWSNs网络架构描述 |
| 2.2.1 工业应用服务层 |
| 2.2.2 资源适配层 |
| 2.2.3 网络组件层 |
| 2.3 系统设计与实现 |
| 2.3.1 系统概述 |
| 2.3.2 网络通信流程 |
| 2.3.3 资源适配协议 |
| 2.3.4 控制与数据传输通道分离机制 |
| 2.4 系统应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于退让时隙的单路径重传资源调度算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 共享时隙竞争成功率分析 |
| 3.3 单路径重传资源调度算法 |
| 3.3.1 系统模型 |
| 3.3.2 退让时隙(CTS)设计 |
| 3.3.3 基于数据流的连续时隙调度算法 |
| 3.4 性能分析与实验评估 |
| 3.4.1 传输可靠性分析 |
| 3.4.2 实验设置 |
| 3.4.3 实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于多约束条件的多路径重传资源调度算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型与问题描述 |
| 4.3 多路径重传链路传输生成算法 |
| 4.4 干扰避免资源调度算法 |
| 4.4.1 基于RM的链路资源调度策略 |
| 4.4.2 多接入点和多信道方法 |
| 4.4.3 重用共享时隙方法 |
| 4.5 实验与性能评估 |
| 4.5.1 仿真实验评估 |
| 4.5.2 系统实验评估 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于紧急事件触发的优先接入控制机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统模型 |
| 5.2.1 IWSNs系统描述 |
| 5.2.2 功能安全模型 |
| 5.3 事件触发优先接入控制机制 |
| 5.3.1 周期数据传输时隙 |
| 5.3.2 紧急告警时隙 |
| 5.3.3 紧急信息传输时隙 |
| 5.3.4 紧急事件处理和命令下发过程 |
| 5.4 实时性能指标分析 |
| 5.4.1 安全功能响应时间(SFRT)评估 |
| 5.4.2 最短安全功能响应时间(mSFRT)评估 |
| 5.4.3 正常状态中断时间(NSIT)评估 |
| 5.5 实验与性能评估 |
| 5.5.1 实验调度说明 |
| 5.5.2 故障保护时延评估 |
| 5.5.3 正常状态中断时间(NSIT)评估 |
| 5.5.4 数据传输带宽评估 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于模糊逻辑控制的无缝移动切换策略 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 移动切换触发参数 |
| 6.2.1 移动状态评估参数 |
| 6.2.2 链路质量评估参数 |
| 6.2.3 数据包传输状态评估参数 |
| 6.3 移动切换触发判决机制 |
| 6.3.1 隶属函数构造过程 |
| 6.3.2 模糊消除器 |
| 6.4 基于模糊逻辑控制的无缝移动切换策略 |
| 6.4.1 系统模型 |
| 6.4.2 无缝移动切换算法 |
| 6.5 实验与性能评估 |
| 6.5.1 参数评估 |
| 6.5.2 性能评估 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 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 |
四、关于离散事件系统异步仿真中时钟管理机制的理论探讨（论文参考文献）
- [1]PCIe协议仿真平台的设计与实现[D]. 麦刘阳. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]面向无人机集群的组网仿真系统研究与实现[D]. 黄阳. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于群体智能的无人机集群协同对抗系统的设计与实现[D]. 冉惟之. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]一种低轨卫星网络仿真系统的设计与实现[D]. 李星辰. 北京邮电大学, 2020(05)
- [5]基于智能体的双线自动闭塞区段列车运行智能决策仿真模型[D]. 朱中毅. 西南交通大学, 2020(07)
- [6]受限传感器网络中时间同步问题的一致性研究[D]. 熊南. 上海大学, 2020(03)
- [7]基于NS3和MATLAB的网络化控制系统协同仿真平台设计[D]. 顾慧卿. 浙江工业大学, 2020(08)
- [8]软件定义分层光接入网及其应用技术研究[D]. 郑宇. 东南大学, 2019
- [9]可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究[D]. 周鹏. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [10]面向工业应用的无线传感器网络链路资源调度研究[D]. 马剑. 北京交通大学, 2019(01)