自適應(yīng)構(gòu)件

在BIM項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，使用自適應(yīng)構(gòu)件功能，可以在整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的任意過程中，創(chuàng)立擁有變量參數(shù)的自適應(yīng)構(gòu)件。在隨后的設(shè)計(jì)過程中，如需要變動(dòng)，可直接修改某個(gè)參數(shù)，在不影響項(xiàng)目進(jìn)程的情況下，修改成新的方案。

使用自適應(yīng)構(gòu)件功能，可以輕松的自行創(chuàng)建內(nèi)建族文件，這些文件可沿用到另外的項(xiàng)目當(dāng)中，而不必重新設(shè)立參數(shù)。

自適應(yīng)構(gòu)件不同于概念體量。概念體量只是在三維空間中的特性形狀，本身沒有任何意義。自適應(yīng)構(gòu)件則是賦予了具體屬性的概念體量，例如賦予墻的屬性，就必須在概念體量的基礎(chǔ)上，添加材質(zhì)屬性，例如是磚墻還是木墻。按照這個(gè)賦予的屬性，我們就可以進(jìn)一步的進(jìn)行材料統(tǒng)計(jì)、工程計(jì)價(jià)等工作。同樣，在擁有了具體屬性后，就可以進(jìn)行CAE分析。

自適應(yīng)構(gòu)件在進(jìn)入CAE環(huán)節(jié)后，由于自身可能被賦予多種屬性，一般按照分析方法保留最主要屬性。選擇適合的有限元分析方法后，自適應(yīng)體量?jī)H保存對(duì)該分析有主要影響的參數(shù)，其他屬性僅以體量形式存在，甚至忽略。2100433B

自適應(yīng)構(gòu)件是跟隨建筑信息模型（BIM）概念而產(chǎn)生的理念，作為某些特性參數(shù)可變的部件，貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的CAD和CAE過程。自適應(yīng)構(gòu)件主要表現(xiàn)為Revit族，主要應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)和水電供暖行業(yè)。但隨著建筑信息模型（BIM）的深化及普及，自適應(yīng)構(gòu)件將更廣泛的應(yīng)用于如勘測(cè)、土木工程、規(guī)劃等眾多領(lǐng)域。

將變結(jié)構(gòu)控制與自適應(yīng)控制有機(jī)的結(jié)合起來的變結(jié)構(gòu)自適應(yīng)控制，是解決參數(shù)不確定或時(shí)變參數(shù)系統(tǒng)問題的一種新型的控制策略。概括地說，所謂自適應(yīng)變結(jié)構(gòu)控制，就是系統(tǒng)能自動(dòng)改變切換線斜率，對(duì)于給定的初始條件，其正常軌跡首先到達(dá)初始切換線上的滑模區(qū)，經(jīng)過若干次自適應(yīng)的斜率調(diào)整，最后使軌跡進(jìn)入最終切換線上的滑模區(qū)，在保持變結(jié)構(gòu)控制強(qiáng)魯棒性的前提下，以最快的速度實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制。自適應(yīng)變結(jié)構(gòu)控制可以實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)的分散鎮(zhèn)定、模型跟蹤等復(fù)雜控制問題，所有這些研究，實(shí)際上是用變結(jié)構(gòu)思想來設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制系統(tǒng)。另一方面，在變結(jié)構(gòu)控制器中不連續(xù)項(xiàng)控制增益可以利用自適應(yīng)思想進(jìn)行在線估計(jì)，得到了一些研究結(jié)果。

近年來，變結(jié)構(gòu)模型參考自適應(yīng)控制理論取得了一系列重要進(jìn)展，由于該方法具有良好的過渡過程性能和魯棒性，在工程上得到了很好的應(yīng)用，同時(shí)在衛(wèi)星姿態(tài)控制上也發(fā)揮了很重要的作用。設(shè)計(jì)一種新型的動(dòng)態(tài)滑動(dòng)模面，滑動(dòng)模面參數(shù)通過采用自適應(yīng)算法估計(jì)得到，從而實(shí)現(xiàn)非線性系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)滑?？刂?這種滑模控制器一般都需要由航天器慣量陣不確定性的上下界來確定控制器的參數(shù)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這種控制器仍然存在對(duì)航天器慣量及其不確定性的依賴。 2100433B

自適應(yīng)PID控制吸收了自適應(yīng)控制與常規(guī)PID控制器兩者的優(yōu)點(diǎn)。

首先，它是自適應(yīng)控制器，就是說它有自動(dòng)辨識(shí)被控過程參數(shù)、自動(dòng)整定控制器參數(shù)、能夠適應(yīng)被控過程參數(shù)的變化等一系列優(yōu)點(diǎn)；

其次，它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性好、可靠性高、為現(xiàn)場(chǎng)工作人員和設(shè)計(jì)工程師們所熟悉的優(yōu)點(diǎn)。自適應(yīng)PID控制具有的這兩大優(yōu)勢(shì)，使得它成為過程控制的一種較理想的自動(dòng)化裝置，成為人們競(jìng)相研究的對(duì)象和自適應(yīng)控制發(fā)展的一個(gè)方向。 2100433B

多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的路由策略不同于傳統(tǒng)的靜態(tài)路由。雖然星座拓?fù)涫侵芷谛院痛_定性的動(dòng)態(tài)路由能夠動(dòng)態(tài)地維護(hù)路由表并適時(shí)地交換路由信息。自適應(yīng)路由策略需要知道網(wǎng)絡(luò)中每條ISL上的長(zhǎng)度和通信量，自適應(yīng)地選擇符合有效性和可靠性要求的最優(yōu)路徑。路由計(jì)算應(yīng)用離散化的方式在每一個(gè)固定時(shí)刻t_k計(jì)算路由和更新路由表，t_k=kΔt，k=0,1,2,......,K?1并認(rèn)為在時(shí)間區(qū)間Δt內(nèi)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變，路由恒定采用固定時(shí)間切換策略在路由表更新同時(shí)發(fā)生切換。

為了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析需要如下假定：

1. 網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星相互獨(dú)立；

2. 每顆衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)承擔(dān)不同業(yè)務(wù)負(fù)載按照業(yè)務(wù)模型而定；

3. 每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)承載的業(yè)務(wù)獨(dú)立業(yè)務(wù)量與衛(wèi)星覆蓋的范圍大小和地理位置相關(guān)；

自適應(yīng)路由路由算法

路由算法采用Bellman-Ford后向路由算法最優(yōu)路徑的判則為該路徑的綜合權(quán)重(TPW，totalpathweight)TPW表示了一條路徑的時(shí)延和帶寬占用綜合性能，考慮的也是有效和可靠綜合性能。TPW由三部分組成，上行鏈路時(shí)延D_u、下行鏈路時(shí)延D_d和路徑上每個(gè)ISL_wi的鏈路權(quán)重LW_wi，表示路徑上ISL的集合W={w₁,w₂,.......,w_i,......,w_ns-1}，|W|=n_s?1表示該條路徑包含n_s?1條ISL，n_s為該路徑上的衛(wèi)星數(shù)量(包括源衛(wèi)星和目標(biāo)衛(wèi)星)。其中地面源和目標(biāo)位置確定之后，采用仰角最大接入方案選定源衛(wèi)星和目標(biāo)衛(wèi)星。

其中D_wi表示ISL_wi的傳輸時(shí)延，W_wi表示平均星上處理和交換時(shí)延，f是信息量權(quán)重參數(shù)。D_u、D_d和D_wi的求解只需知道衛(wèi)星空間位置坐標(biāo)，用鏈路長(zhǎng)度除以傳輸速度即可，無需冗。

根據(jù)Jackson原理，針對(duì)數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)，可以將每條ISL看成單服務(wù)窗混合制排隊(duì)模型M/M/1/m，數(shù)據(jù)包到來的間隔時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布，參數(shù)為β；服務(wù)時(shí)間是參數(shù)為μ為負(fù)指數(shù)分布，每條ISL有m個(gè)數(shù)據(jù)包排隊(duì)容量。當(dāng)系統(tǒng)中已有m個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，新來的數(shù)據(jù)包不再進(jìn)入排隊(duì)。數(shù)據(jù)包被丟棄，有

ρ=β/μ

數(shù)據(jù)包的平均處理和交換時(shí)延為

自適應(yīng)路由策略步驟

多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的路由策略步驟如下：

步驟1設(shè)定基本參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)初始化

步驟2固定一個(gè)時(shí)刻t_k，在該時(shí)間區(qū)間t求解衛(wèi)星軌道參量，計(jì)算衛(wèi)星位置坐標(biāo)和ISL長(zhǎng)度，建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

步驟3按照設(shè)定的業(yè)務(wù)模型，計(jì)算MLSN的ISL負(fù)載

步驟4根據(jù)排隊(duì)理論，計(jì)算數(shù)據(jù)包星上處理/交換的時(shí)延，如式(14)所示

步驟5根據(jù)地面源/目標(biāo)位置，尋找每個(gè)衛(wèi)星層中源衛(wèi)星和目標(biāo)衛(wèi)星(LEO、MEO和GEO源/目標(biāo)衛(wèi)星)

步驟6根據(jù)QOS需求和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，選擇傳輸業(yè)務(wù)的衛(wèi)星層，按照Bellman-Ford路由算法尋找最優(yōu)路徑，缺省的業(yè)務(wù)承載衛(wèi)星層為L(zhǎng)EO層，但是如果MEO源/目標(biāo)衛(wèi)星相同，且LEO源/目標(biāo)衛(wèi)星不同，執(zhí)行步驟9；如果GEO源/目標(biāo)衛(wèi)星相同，且LEO和MEO源/目標(biāo)衛(wèi)星不同，執(zhí)行步驟10；否則執(zhí)行步驟7

步驟7如果該LEO層路徑包含ISL數(shù)量≤ISL_LEO門限，執(zhí)行步驟8；如果該LEO層路徑包含ISL數(shù)量>ISL_LEO門限，且MEO層路徑包含ISL數(shù)量≤ISL_LEO門限執(zhí)行步驟9；否則執(zhí)行步驟10

步驟8建立LEO衛(wèi)星層最優(yōu)通信路徑，完成傳輸任務(wù)

步驟9建立MEO衛(wèi)星層最優(yōu)通信路徑，完成傳輸任務(wù)

步驟10建立GEO衛(wèi)星層最優(yōu)通信路徑，完成傳輸任務(wù)

步驟11統(tǒng)計(jì)多層網(wǎng)絡(luò)的特征參量，分析網(wǎng)絡(luò)性能

步驟12更新時(shí)間區(qū)間，完成新路由表計(jì)算，并完成衛(wèi)星越區(qū)切換

自適應(yīng)路由特征

多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)路由策略具有如下特征：業(yè)務(wù)通過LEO源衛(wèi)星和目標(biāo)衛(wèi)星接入衛(wèi)星系統(tǒng)，根據(jù)QOS需要和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇傳輸該業(yè)務(wù)的衛(wèi)星層，如果LEO層網(wǎng)絡(luò)資源不能滿足該業(yè)務(wù)要求，就將該業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)到MEO層傳輸甚至GEO層傳輸對(duì)于地面源/目標(biāo)，直接接入MEO或GEO衛(wèi)星情況。因?yàn)槁酚伤惴▽?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，所以未作詳細(xì)分析。另外仿真結(jié)果所示，LEO層的路徑如果包含6條或7條ISL，時(shí)延將大于200ms。這時(shí)如果將該業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到MEO，傳輸時(shí)間更短，占用星上資源更少。而且如果地面源和目標(biāo)位置被同一MEO或GEO衛(wèi)星覆蓋這，時(shí)就將該業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)到MEO和GEO傳輸，以減少星上資源的占用。該策略考慮時(shí)延指標(biāo)和ISL帶寬占用狀況，最優(yōu)路徑選擇兼顧衛(wèi)星系統(tǒng)有效性和可靠性。