GHS:一种新型水电仿真系统平台的研究与应用

如何有效利用物理上分布的计算机网络资源实现大规模分布式仿真一直是系统仿真领域的一个重要问题。介绍了基于网格计算应用的新型水电仿真系统平台GHS，并描述了该系统平台的仿真范围和实现功能，以及GHS仿真平台的功能组成、体系结构和仿真环境。该GHS仿真平台在丰满水电培训学校现场进行多节点测试联调，与1．0版本相比具有培训人数多，易用性好，地域性好等优点，测试结果表明该系统可以满足规模仿真运算和规模培训的需要。     

一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台研究和实现

在分析了当前系统仿真语言和仿真软件的一些不足之后，采用了模拟现实技术，提出了一种基于虚拟现实技术的分布式半实物仿真平台。首先确定了该平台的功能和目标；然后研究了其拓扑结构，提出了面向对象的仿真系统软件开发模式，并给出了仿真的一般步骤；最后对涉及到的关键技术进行了阐述。实验系统证明：在这个平台上，可以快速灵活的开发分布式半实物仿真系统。     

面向工程车辆应用开发的仿真平台

针对基于现场总线分布式智能电液比例控制与综合的复杂作业工程车辆的开发与研究需要，在分析现有的仿真平台基础上，给出了一个用于实现工程车辆的信息综合、分布式控制和监督管理的仿真试验平台，该平台是基于半实物的硬件在环仿真系统，用于对网络环境下工程车辆的控制操纵性能和控制算法进行测试和验证。采用该平台，实现了多轴驱动的运、架梁一体化工程车辆的开发研制，从而为新型工程车辆控制与操纵系统的研究开发提供参考和评价。     

视频点播系统用户行为仿真平台

大型VOD（Video On Demand)系统需要设计用户许可控制、流调度等一系列算法，然而为研究此类算法而建立大型系统并不现实。本文提出VOD系统用户行为仿真平台，模拟大型VOD系统的用户行为并为各类算法提供仿真运行的平台。该平台描述了VOD系统用户行为的一般数学模型，刻划了典型用户进入系统行为分布、节目选择分布和VCR操作分布，设计了用户行为仿真平台结构，并完成了该平台，此平台提出的变强度用户流的概念，使对实际用户行为的仿真更加真实。实验表明，VOD系统用户行为仿真平台客观的反映了VOD系统的用户行为，同时还为其他算法研究和算法验证提供方便易用的基础。     

三自由度运动仿真平台设计及应用

详细介绍了船舶三自由度运动仿真平台的控制原理及硬件和软件的工程实现，硬件由运动平台和电控系统构成，电控系统是双闭环反馈控制系统，执行机构是伺服电机，输入信号由计算机中控制软件给出，编制不同的控制软件，平台可以仿真实船不同的运动历程，最后介绍了平台在船舶运动预报中的应用。     

机载机电系统综合管理分布式仿真平台设计

通过对以往机载机电管理系统的研究，设计了机载机电设备综合管理分布式仿真平台系统结构，该变了原有系统“散、乱、杂”的局面，展现了新一代飞机机载机电设备综合管理系统的布局与体系结构；采用基于windows实时扩展模块RTX和1553B双冗余总线技术，提出了仿真平台的软、硬件体系，保证了系统的实时性和容错性。仿真平台提供仿真中需要的通用模型库，利用该平台可进行多型号机载机电系统综合管理仿真。系统软件采用模块化设计，具有可扩展性和一定程度的开放性。     

基于环节的控制系统图形组态仿真软件

介绍了一个基于环节的控制系统图形组态仿真软件的功能和实现方法，及改进的仿真算法，在数值计算方法中，引入了拉各朗日线性插值方法，既大大减少了迭代计算量，又保持了原有的仿真精度，利用这一可视化仿真平台，用户可对线性系统，多变量系统，多变量Smith预估控制系统，采样系统等方便快捷地建立方框图形式的系统仿真模型，从而为复杂系统的分析和设计提供了仿真研究平台，系统界面友好，易于扩展。     

基于HLA编队协同作战仿真研究

简要介绍了基于HIA的协同仿真平台（COSIM）的两种开发机制：COSIM开发机制和非COSIM开发机制。基于该平台构建了编队协同作战仿真系统，介绍了系统的体系结构及各节点的功能，完成了各个联邦成员的对象类和交互类设计，研究了非COSIM机制下的系统开发过程．开发过程表明：该机制在较大程度上封装了HLA／RTI的开发细节，能降低系统的开发难度，使开发过程变得简单。通过仿真实验验证了所构建仿真系统的可行性和正确性。所构建的仿真系统为编队协同作战能力（CEC）系统应用到水下防御领域的概念论证提供了依据，且为相关理论的研究提供了试验平台。     

基于HLA的鱼雷声自导系统仿真平台开发研究

针对鱼雷声自导系统及其作战环境。提出了基于高层体系结构（HLA）的鱼雷声自导系统仿真平台设计方案。以高层体系结构作为技术框架，分析仿真平台的特点和实现功能，并在此基础上介绍了仿真平台的模块组成及其相应作用，给出了仿真平台的联邦构架、联邦信息流图以及联邦对象模型产仿真对象模型（FOM/SOM），最后说明了仿真平台联邦成员的实现过程。     

船舶压载水系统仿真建模与控制的研究与实现

以某油轮为母型船，建立了整个船舶压载水系统的仿真数学模型，并利用MINIS通用仿真平台与Intouch工控组态软件，开发了船舶压载水系统动态仿真与监控程序，基于全PC平台实现了船舶进、出港和货油装、卸过程中压载水系统的动态仿真与监控调节。     

惯性系下平台惯导传递对准方法

由于导弹的高速旋转导致其内部的子惯导平台难以施矩,不能跟踪地理系,在发射前需要使子惯导平台跟踪惯性系,而主惯导则一直跟踪地理系。针对这一情况的传递对准应用问题给出了相应的解决办法。首先介绍了跟踪惯性系平台惯导的工作原理,然后针对这种情况,提出了2种惯性系下传递对准的方法,分别是平台惯性系以及地心惯性系下的速度匹配。经过对比分析,仿真结果说明平台惯性系下的方位失准角精度不高,而地心惯性系下在3个方向上都达到了误差小于1′的精度,是一种可行的对准方法。     

基于Elman网络结构的惯导平台漂移模型辨识方法

针对惯性导航平台漂移误差高阶非线性动态系统的特点,利用神经网络的任意逼近能力和自适应抽取系统动态信息的能力,提出基于Elman网络结构的惯性导航平台漂移模型辨识方案。首先建立惯性导航平台漂移误差模型,并选择了用于网络辩识的输入、输出量。采用动量及可变学习速率算法加速网络的收敛;在该算法的基础上,针对网络隐层,提出的扩展非线性节点函数能更好地改善网络学习效率,满足系统辨识实时性和精确性的需要。通过测得的惯性导航平台漂移误差数据对网络进行训练,获得了较为满意的辨识结果。     

基于离心机测试的惯导平台误差系数辨识研究

为解决惯导平台误差模型辨识中与加速度高阶项有关的误差系数的辨识问题,提出一种基于离心机测试的惯导平台误差系数辨识的方案。通过分析惯导平台在过载状况下的受力,给出惯导平台在离心机上的安装定向及其误差系数的辨识方案。按该方案利用扩展卡尔曼滤波估计算法在某型惯导平台上进行误差系数辨识实验。结果表明,此方案可有效地辨识出惯导平台误差型中与加速度高阶项有关的误差系数,且精度较高。     

光学陀螺旋转式惯导系统的安装误差效应分析

在光学陀螺惯导系统中,利用系统旋转自动补偿可以有效地减小惯性元件漂移对系统导航精度的影响,从而实现高精度、低成本的惯性导航要求。首先从光学陀螺旋转式惯导系统的误差传播方程出发,推导了系统中由于光学陀螺安装误差引起的数学平台角度误差表达式。以此为基础,分析了旋转式系统中的安装误差引起的误差效应及自动补偿安装误差所应满足的条件,为系统设计和精度分析提供了理论参考。     

平台系统动基座标定方法

惯性器件的一次通电稳定性相对较高,如果能够在载体上对平台系统进行误差参数的标定,排除多次通电的不重复性误差,可以显著提高误差参数的补偿精度,有效提高惯性系统的导航精度、最终定位与打击精度。讨论了一种平台惯性系统在载体安装条件下进行自主标定的新方法。这一方法使用平台本身的框架结构进行标定运动,利用载体主惯导系统的信息,在动态环境下进行平台误差参数的标定。     

信号级GNSS/SINS超紧组合导航仿真平台设计

超紧组合是全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)和捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system, SINS)组合中最深层次的信息融合方式。由于需要重新设计GNSS接收机内部的捕获跟踪环路以接收SINS的辅助信息, 超紧组合的工程实现较为困难。从信号级层次出发研究超紧组合的难点在于得到同源且同步的GNSS和SINS信号, 并打开GNSS接收机的捕获跟踪环路。为此, 构建了信号级GNSS/SINS超紧组合仿真平台, 分别设计了载体轨迹发生器、GNSS中频信号发生器、惯导解算器、GNSS软件接收机、组合导航滤波器等关键环节, 从而攻克了上述技术难关。该仿真平台不仅验证了超紧组合在高动态应用方面的优越性, 同时也为其迈向实际应用奠定了坚实的基础。     

水下平台惯导惯性器件误差高精度估计算法

为满足高精度导航及隐蔽性要求,基于方位旋转技术,给出了针对水下平台惯导系统惯性器件(inertial measurement unit, IMU)误差无阻尼估计算法。首先分析了状态转换对固定指北式平台惯导系统的影响;其次利用Laplace变换,求解了方位旋转式平台惯导系统误差;然后基于舒拉振荡和平台旋转周期,利用间断获得的外测信息建立系统短时速度、位置误差模型并作不确定度评估;最后采用Kalman滤波对惯性器件误差作了事后估计。仿真结果表明,建立的速度、位置误差模型可信度高,算法可准确估计出东、北向陀螺常值漂移以及加速度计零位偏置,有效抑制导航误差发散,提高导航精度。     

Error model identification of inertial navigation platform based on errors-in-variables model

Because the real input acceleration cannot be obtained during the error model identification of inertial navigation platform, both the input and output data contain noises. In this case, the conventional regression model and the least squares (LS) method will result in bias. Based on the models of inertial navigation platform error and observation error, the errors-in-variables (EV) model and the total least squares (TLS) method are proposed to identify the error model of the inertial navigation platform. The estimation precision is improved and the result is better than the conventional regression model based LS method. The simulation results illustrate the effectiveness of the proposed method.     

大飞机极区惯性/天文组合导航算法

针对高纬度地区地理经线收敛,造成传统惯导力学编排在地理极点存在奇异值的问题,结合军用大飞机对全自主、高精度、长航时、全球范围导航能力的需要,提出了极区格网惯性/天文组合导航方案。首先以格林尼治子午线作为航向参考,可避免航向参考线在极点处收敛。在此基础上定义了格网导航坐标系,并推导了格网惯导力学编排及其误差方程,解决了传统力学编排在极区无法工作的难题。其次,利用星跟踪器瞄准线位置矢量在惯导平台坐标系和计算坐标系内的测量和计算之差,作为卡尔曼滤波的量测以估计和校正惯导误差。仿真分析表明,格网惯性/天文组合导航方案在8 h内的定位误差小于400 m,可满足大飞机极区导航的需要。     

捷联式天线平台双通道耦合目标跟踪滤波器设计与仿真研究

采用传统速率陀螺稳定平台的导引头角跟踪系统可以直接提取用于比例导引的惯性视线角速率，而采用捷联稳定方案后，天线平台的角跟踪系统失去了直接测定视线角速率的能力，视线角速率需要通过数字计算的方法来提取。同时由于视线的旋转，实际的角跟踪系统方位和俯仰两个通道之间存在交叉耦合，与速度跟踪系统之间也具有参数耦合关系。针对上述问题，提出双通道耦合目标跟踪滤波器的设计方法，并在考虑与捷联稳定控制系统及速度跟踪系统信息相互融合的情况下，对整个角跟踪系统进行了闭环仿真，对捷联式天线平台角跟踪系统的性能进行了系统的分析。结果表明：角跟踪系统方位与俯仰通道滤波值能很好跟踪真值，提出的设计方法在捷联式天线平台角跟踪系统中的应用是有效的。