基于dSPACE和xPC的分布式航天器准实时仿真系统

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和xPC平台的分布式航天器准实时仿真系统方案.整个系统由一套dSPACE和数台xPC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.动力学、控制仿真程序的开发全部基于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,实现了可靠的准实时数据通信,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.     

分布式实时仿真系统的实时性验证

实时仿真系统满足实时性要求是仿真结果可信的前提条件，要验证实时仿真系统的可信性首先要分析、验证实时仿真系统的实时性。由于分布式实时仿真系统组成复杂、类型多样，并且位置分散，其实时性分析更加复杂。重点分析了影响分布式实时仿真系统实时性的主要因素，提出了六个指标来分析其实时性，同时给出了各指标的定量计算模型，所提出的指标结合综合评估模型，可以判断具体系统是否满足实时性要求及满足实时性要求的程度。     

战术仿真系统中数据交互的实时性研究

实时性要求是分布式战术训练仿真时空一致性的基本要求。通过对战术训练仿真系统结构的分析,对仿真系统及各分系统节点分别提出了不同的实时性控制策略。对战术训练仿真系统来说主要是优化网络结构,并发送同步信号使各节点时钟同步,而对于各分系统节点来说主要是进行实时性改造使其时钟恒定。系统已投入使用,实践证明该系统运行稳定可靠。     

并行分布实时仿真的时间管理算法研究

并行分布实时仿真技术对大规模复杂系统的实时仿真提供了便利,近年来日益成为研究的热点.时间是分布式仿真中的重要概念;时间管理自然成为了分布仿真的关键技术.实时仿真对仿真时间的特殊要求,使得系统中的时钟同步与时间推进成为系统研究的关键.在探讨并行分布式仿真中的通用时间管理机制的基础上,从内同步和外同步两个角度研究了并行分布式实时仿真系统的时间推进方案和时钟同步方法;基于高速实时网络,提出了“共享时钟源”的时钟同步策略;结合具体的应用需求,给出了一种优先级轮询的时间管理算法.     

战术任务综合控制系统分布式实时仿真系统设计

研究了战术任务综合控制系统分布式计算机实时仿真系统的总体方案和实现方法，在分析了综合控制系统结构和战术任务过程各阶段特点的基础上，提出了基于计算机局域网的分布式计算机实时仿真系统方案，然后根据实际条件建立了简化的分布式计算机实时仿真系统，并对空一空导弹模态的战术任务过程进行了全面的仿真，结果表明了该系统的有效性，同时验证了所采用的综合控制系统设计方法的有效性。本仿真系统的开发为进一步研究系统综合控制技术和战术任务飞行管理技术提供一个良好基础平台，具有实际的重要意义。     

导弹武器系统分布式半实物仿真系统研究

半实物仿真是导弹武器研制过程中必不可少的重要手段之一.首先介绍了基于VMIC光纤反射内存网的分布式半实物仿真系统的总体结构和仿真设备的基本功能.其次,在仿真软件的设计过程中借鉴Windows操作系统消息、事件驱动的先进设计思想,采用客户/服务器运行机制,从软件顶层设计的角度将其划分为主控机、同步机、非同步机三类,并给出了详细的软件流程图.最后,对仿真时钟的产生和时钟同步的方法进行了研究.     

实时仿真系统参考模型

实时仿真是一个重要研究领域,我们认为复杂实时仿真系统必须分解,进行分层功能描,因此,本文根据多年实时仿真工作经验,给出了仿真计算机的体系结构,文章借鉴PERTS[8]系统,提出了实时仿真系统的参考模型。即：TGM模型、AS算法调度器、RGM模型和RACP资源访问控制协议,文章通过例子阐述了此模型的逻辑功能和基本概念。     

实时仿真系统可信性验证

实时仿真系统可信性验证是实时仿真理论研究及工程应用的重要内容。主要研究了实时仿真系统可信性验证，给出了验证的基本步骤，提出了从实时性、逻辑计算正确性及稳定性三个方面验证实时仿真系统可信性的观点；然后提出了三个指标来验证实时性，给出了各指标的定量计算模型；并研究了实时仿真系统逻辑计算正确性的相关问题，给出了逻辑计算正确性验证的基本步骤；最后分析了实时仿真系统稳定性验证。     

分布实时仿真中的时钟硬同步研究

为了满足分布实时仿真在苛刻实时层上对时钟同步的高精度要求,提出了一种时钟硬同步方案,利用FPGA硬件电路跟踪锁定外部1PPS时钟信号,生成高精度高分辨率的本地时钟。重点解决了本地晶振频率校正,外时钟的毛刺剔除、丢失补发及重新锁定,同步误差分析及补偿等问题。实验结果表明,时钟硬同步作为物理层同步技术,克服了传统软同步的协议开销及网络传输延时的不确定性,能够实现微秒级同步精度。     

分布交互式战斗机空战仿真系统的开发

简要介绍了一种实时分布交互式战斗机空战仿真系统的开发。整个系统按照分层模块思想设计,对空战中战斗机关键子系统和关键行为进行了精确的数学建模,减少了建模的复杂度、保持了平台的开放性和可维护性,据此实现了局域网环境下的分布交互式空战仿真研究。初步的仿真结果表明系统具有实时、精确、高逼真度、高效费比的特点,可作为飞机设计和空战研究的重要辅助手段。     

多层次分布实时仿真系统的静态调度策略

针对多层次分布实时仿真系统环境的特点,为了解决任务静态调度问题,提出了一种基于实时性分层的调度策略。该算法结合任务分层和启发式列表调度算法,在映射中同时考虑任务节点计算负载和通信开销映射到系统节点的等效负载,并映射当前最小总等效量到相应的系统节点上,从而获取较小的调度长度。实验结果表明,与交互优先算法相比该算法能提供较优的调度结果;相对于不考虑实时性而言,在调度中存在着一定的"不平衡"。     

空间飞行器分布式通用组合导航仿真平台方案研究

在研制空间飞行器导航系统的过程中,搭建导航仿真平台能够有效地节约成本并缩短研发周期.在模块化、通用化和标准化设计原则的指导下,利用多台计算机和相应的数据总线开发了空间飞行器分布式通用组合导航仿真平台.在空间飞行器导航系统特性分析的基础上,提出了捷联惯性导航系统、GPS、脉冲星导航系统、磁强计和星敏感器组合导航方案,设计了仿真平台的结构,论述了仿真平台的硬件设计、软件开发和算法,并探讨了仿真平台的扩展性能.试验表明该仿真平台能够逼真地模拟空间飞行器导航系统,并为设计者提供有益的建议.     

无人侦察机实时仿真系统

无人侦察机实时仿真系统用于进行地面控制站的模拟训练。衡量模拟训练仿真系统优劣的重要指标是模拟的真实性，技术核心是飞行控制系统仿真和视景仿真实现方法的运用。利用MATLAB/SIMULINK环境对已知的飞行控制系统进行仿真，通过实际飞行数据对仿真结果进行最小二乘曲线拟合，修正飞行参数方程，实现模拟飞行的真实性；介绍了贴近真实场景的视景仿真方案的选择。仿真系统具有重要的理论价值和应用价值，为无人机模拟训练系统开发提供了借鉴思路。     

局域网分布实时仿真中的调度策略研究

分析局域网分布实时仿真系统中的仿真时间延迟和仿真实时性条件，提出了适用于单速率和多速率分布实时仿真系统时序控制和测量的逻辑时间和逻辑时间戳机制，设计了同步启动调度策略和基于交互信息流的调度策略，并分别就调度策略的统一描述、技术特点、实现流程进行了分析，提出了调度策略引起的时间延迟的测量和补偿方案。     

分布式仿真系统的多通道视景生成

多通道视景生成可以给用户带来具有强烈沉浸感和宽视野的数据可视化效果。讨论了一种在HLA仿真架构下,基于PC机群的分布式仿真系统的多通道视景生成的体系结构,以及在该体系结构下各主要功能模块的工作流程。实验结果表明,该系统在实现分布式仿真系统数据驱动下的多通道静态场景、动态实体实时生成的同时,能够及时响应用户的交互操作,并且具有很高的性能价格比。