基于HLA/RTI的分布式交互仿真中数据分发管理的研究

在基于HLA/RTI的分布式交互仿真系统中,一个关键的研究问题就是如何建立仿真成员间有效的信息交互和传递机制以满足系统的可扩缩性要求。本文首先讨论了RTI1.3中的两种基本数据过滤机制,在对基于网格法的数据过滤机制深入研究的基础上,提出了一种新的数据分发策略:首先利用网格法进行区域匹配计算,然后基于公布方动态地分配组播地址。仿真结果表明,本文所提出的方法能有效地降低区域匹配的复杂度和充分利用组播地址资源。     

情报驱动的平行仿真实体动态生成方法

针对战场态势信息不完备、不精准条件下平行仿真实体模型匹配不精准等难题,提出了情报驱动的平行仿真实体动态生成方法。首先,建立了一套平行仿真实体的组件化模型体系,提出基于元数据的模型描述方法。然后,提取实时情报的运行状态特征数据,建立战场实体行为规则,基于行为规则实现仿真模型与情报数据间动态匹配。在此基础上,建立平行仿真实体模型组件间信息交互关系表,采用仿真中间件实时更新组件间信息交互关系,并动态加载组件描述信息与组件执行体,实现平行仿真实体动态生成。最后,以某区域联合作战为例,利用所提方法动态匹配和组合平行仿真实体模型组件,验证了所提方法的有效性。     

TENA与某C2系统互操作研究

C2与试验领域的互联基础设施TENA间的异构性阻碍了两类系统的互操作。报文传输服务包括端-端和跨网部署模式,相应地设计了与TENA系统的两种互联架构。网关的设计方案有单线程和多线程模式;从互操作视角来看,网关实现了通信协议、对象模型和支撑服务间的互操作。针对TENA的"拉"模式通信机制,设计了与C2系统通信时的协调机制;利用OWL建立报文的元模型,通过模型转换实现异构对象模型的互操作;利用自定义的消息代表支撑服务,解决了异构系统间服务的不匹配问题。通过原型试验得到交互实体个数、线程个数与信息交换实时性之间的规律。     

一种可扩展属性的实体建模与仿真方法

实体是仿真系统的基本单元，实体建模与仿真的主要对象是实体的属性信息。在分析了现有实体建模与仿真工具中存在的问题之后。提出了一种能够方便各类用户对实体进行走模与仿真的方法．该方法解决了实体属性描述和扩展的问题，同时通过谊方法建立的仿真程序具有很好的移植性和扩展性．结合提出的实体概念模型和仿真系统的概念模型，利用实体属性的数据映射和语义屏蔽的思想从理论上论述了该方法的正确性，同时通过建立实体建模与仿真工具从实际应用上验证了该方法的可行性。     

空间任务论证平台仿真要素研究

仿真是空间任务设计、论证的重要分析手段之一。由于空间任务类型多样,而仿真系统的构建与空间任务密切相关,为了提高系统的重用性、开放性和扩展性,需要对空间任务仿真系统的体系架构和仿真要素进行深入探究。首先分析仿真系统的体系架构,设计了基于分布式的空间任务仿真平台系统结构;然后针对空间任务的特点,将仿真系统组成要素划分为基础仿真实体和扩展仿真实体,并对每个实体的仿真模型进行深入分析;最后通过"磁层-电离层-热层耦合卫星探测计划"的应用,证明仿真平台的合理性和能力。     

基于空中指控节点的信息分发模型及时延分析

随着现代战争对信息的依赖程度越来越高,信息分发管理是实现信息交互的重要手段,在实现功能的同时保证良好的服务质量已经成为信息分发的基本要求。分析了现有的信息分发网络的层次架构、数据分发服务框架以及以空中指控节点为核心的战场编队作战特点,比较了该条件下的拓扑结构。提出了一种以指控节点为核心的信息分发模型,该模型支持信息的递交、检索和获取;然后针对信息分发服务中的时延问题,分别就本地和中心节点中所采取的保障方法和策略进行了分析。理论分析和仿真结果验证了所述方法对降低服务时延的有效性。     

分布交互技术用于制导武器性能仿真的研究

针对制导武器系统对抗性能仿真需求,讨论了采用分布交互仿真技术的必要性和可行性,着重分析了在网络环境中实现仿真实时性和模型精确性的技术途径。最后,构建了包含基于紧耦合、高速数据传输等方式的声对抗仿真节点在内的鱼雷武器分布交互仿真系统,实体仿真步长h小于10ms,网上系统数据更新周期T小于20ms,满足了鱼雷制导性能仿真的基本要求。     

分布式战役仿真系统的数据交互管理策略

目前大规模分布式战役仿真系统的数据交互一般采用基于HLA思想的数据发布/订购机制,存在静态资源绑定和通信带宽要求高等问题。提出将仿真实体的输出数据分类汇总形成"态势层",每个"态势层"构成一个全局共享的分布式虚拟环境,实体与虚拟环境进行数据交互。该方法与传统的以实体为中心的数据交互思想相比,实现了实体间数据交互的松耦合,降低了数据交互定义的逻辑复杂度,有效减小了网络交互数据量。     

分布式网络环境下DDM系统层次仿真框架

在基于HLA的大规模交互仿真中，如何灵活、高效地实现分布式网络仿真成为迫切需要解决的问题。HLA中的数据分发管理机制为实现大规模交互仿真提供了可能。分析了数据分发实现过程及过滤原理，结合分布式网络的特点，构建了一种层次化数据分发管理系统仿真结构，提出了层次化DDM系统仿真策略，并对层次化DDM仿真系统的性能进行了分析对比，说明了层次化仿真框架的可行性及优越性。     

基于信息-物理空间映射的智能空间建模方法

智能空间由大量的具有计算能力的信息设备组成,这些设备是信息空间与物理空间的接口,体现了设备服务之间的互操作关系,更体现了物理世界中实体间的关系和规则.基于本体建模技术,采用信息-物理映射的建模方法,建立了智能空间模型,从而在反映物理世界及其规则的同时,利用这些规则为信息空间中设备服务的动态规划与重组提供依据.最后设计了基于信息-物理映射的服务规划方法,验证了这种建模方法的有效性.     

基于关联规则的HLA动态数据分发策略

针对HLA数据分发,提出了基于关联规则的动态数据分发策略,主要工作有:(1)提出基于关联规则的动态数据分发思想。(2)设计了描述仿真系统成员之间数据交互情况的发布订购树(PS-Tree)。(3)基于PS-Tree挖掘关联规则,实现动态数据分发策略。(4)给出动态数据分发策略性能的量化分析。实验结果说明动态数据分发策略通过提高组播资源利用率,有效实现了基于值的数据过滤,减少了冗余数据的发送与接收,从而提高仿真系统的实时性、稳定性。     

SST-I分布式航天器实时仿真系统

根据现代航天器动力学及控制系统仿真的需要,提出了一个基于dSPACE、Vxworks和xPC平台的分布式航天器实时仿真系统方案。整个系统由一套dSPACE和数台xPC、Vxworks实时机组成,dSPACE提供了丰富的I/O接口用于与航天器星载设备进行连接,xPC用于对各种星载设备和有效载荷以及动力学模型的仿真,Vxworks用于运行各种成熟的传统仿真程序。动力学、控制仿真程序的开发大部分基于Simulink,极大的缩短了开发周期。系统通信总线基于以太网QoS技术,实现了可靠的实时数据通信,整个系统的总通信带宽可以随系统中计算机的数量扩展。系统内的时钟同步信号由dSPACE系统统一生成。对系统的实时性能进行了分析,结果表明该系统可以满足航天器分布式实时仿真的需要。     

一种Web信息的三级发布体系结构

提出了一种WWW信息的三级发布体系结构，用于大规模用户共享海量信息。它通过信息的三级发布和数据冗余存储将有用信息及时送给用户，使用户获取网上信息的方式由传统的访问远程静态数据库变为访问动态数据流，并从动态数据流中选择符合用户个性化需求的数据下载到本地机中，供用户离线浏览，从而极大地提高了响应速度。该体系结构具有较高的可伸缩性，可节省网络带宽、减轻服务器负载。     

实时协同仿真平台

介绍了基于CSCW结构的新型仿真平台：GPRTS。首先介绍了系统的总体结构，实现原理及建模环境，Agent技术在信息挖掘和网络服务等领域得到了广泛的应用，但在仿真及建模领域却很少涉及，本文介绍了Agent技术引入系统实现的数据管理和传输，并给出了系统实现的关键技术。     

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CANbus的网络控制系统仿真平台

传感器、控制器与执行器的数据经网络进行传输与交换的闭环控制系统称为网络控制系统。网络控制系统是随着计算、通信和控制发展起来的新一代控制系统。目前针对网络控制系统的研究已愈来愈受到业内人士的关注，但是大都是通过软件模拟的方法。网络控制系统作为应用型的领域，软件模拟忽略了实际中的不确定性，因此有局限性。本文介绍基于CAN总线的网络控制系统仿真平台，包括硬件和软件，在现实的网络环境下解决网络控制系统中的种种问题。同时通过一个在此仿真平台所做的实例，以证明网络引起的时延会引起控制系统的不稳定。     

基于虚拟失效序列样本的系统实时可靠性研究

针对一类不能获得足够数量的试验和现场使用数据的复杂系统,提出Monte Carlo(MC)实时可靠性估计方法.以系统部件失效时间序列作为样本空间,应用MC法仿真产生更多的虚拟样本,建立了虚拟样本序列下系统实时可靠性估计的一般框架,并研究了MC估计的期望和方差与先验信息之间的关系,得到了具有包含关系的信息条件下,基于较少先验信息的估计的方差不超过拥有更多先验信息的估计的方差.考虑所有部件失效时间序列和导致系统失效的部分部件失效时间序列的先验信息,分别导出了系统实时可靠性模型.最后,通过算例分析,验证了本文不同先验信息下可靠性模型的有效性和方法的合理性.     

用FPGA实现互联的多DSP并行系统结构

为满足实时图像处理要求,在分析了常见DSP并行系统结构基础上,提出了一种基于FPGA互联的DSP并行系统结构。该并行结构通过在FPGA内实现互联网络和特定的数据通信协议,实现三片DSP(TMS320C6713)的有效互联,系统结构可重构、可扩展。对采用该并行结构的原型系统的测试表明,DSP间数据通信既获得了较大的持续带宽又降低了传输延迟,可以满足并行实时处理要求。     

基于dSPACE的微型核仿真验证系统

为验证微型核原理样机软/硬件实时性能,采用dSPACE实时仿真器建立以微型核为核心的实时仿真验证系统。针对搭建微型核实时仿真验证系统的要求,重点解决了如何用dSPACE仿真器模拟外部实时仿真环境,以及微型核CAN总线和dSPACE仿真器RS232串口之间数据转换的难题。在系统成功建立的基础上,进行了小卫星姿态控制全模式实时仿真,完成了对微型核实时软/硬件性能的测试。仿真结果证明了本仿真验证系统软/硬件结构的正确性。     

基于实时网络的分布仿真系统设计

分析了基于以太网的分布式仿真技术在使用复杂仿真模型时的局限性,提出了基于实时网络的分布仿真系统的设计方法。针对共享内存实时网络数据吞吐量大、实时性能好的特点,设计了仿真系统体系结构,共享内存数据分发和消息传递机制,仿真系统管理方案和时间管理机制。并以此为基础,设计了一个作战仿真系统。所提出的设计方法适合于高精度模型的性能级交互仿真,以及有实物参与的分布交互仿真系统。