数字化机载武器控制系统半实物仿真平台研究

基于HLA的框架和标准,设计了联邦的模型和各联邦成员,完成了由实时计算机、配线矩阵及信号调理单元、错误注入及中断单元组成的实时仿真部分和基于HLA的分布式数字仿真部分的开发,提出了基于软实时计算的方案对实时信息进行处理,并对实时仿真条件下HLA的时间管理机制和消息传递方式等关键问题进行了研究.仿真结果表明,该平台很好地实现了系统的仿真与测试.     

HLA仿真中的克隆及剪枝技术研究

简要介绍了HLA仿真中邦元克隆技术产生及目前发展，针对克隆技术带来的仿真邦元数目膨胀的问题，提出利用博弈理论的剪枝技术对仿真分支进行剪枝；在此基础之上，结合目前的HLA数据分发规则给出仿真系统的克隆和剪枝框架，使得剪枝与克隆技术实用化，实验结果证明剪枝能有效减少次要仿真分支，该方法可用于需要实时获得仿真结果的预报系统。     

一种基于HLA的卫星仿真系统的设计与实现

针对当前卫星仿真中仿真工具可扩展性差和空间环境模型复杂的问题,设计并实现了一种基于HLA的分布式卫星仿真系统.在架构设计层面,遵循分布式系统设计思想,把系统自底向上划分为数据支撑层、仿真支撑层和仿真应用层,并基于负载均衡的考虑,设计了四个功能集中的仿真应用子系统.在系统实现层面,结合虚拟现实技术,实现了想定方案的灵活配置以及星空环境和在轨卫星的实时渲染,搭建了支持多种卫星仿真应用的通用仿真运行平台.在仿真应用层面,实现了在此平台上对卫星编队变轨过程的仿真,并实时采集仿真数据对仿真结果进行分析和评估.     

基于HLA的仿真网格系统设计问题

在分析主流仿真协议HLA的不足之处和网格技术特点的基础上，阐述了HLA仿真框架与网格技术相结合的可行性，论述了基于HLA的仿真网格结构及其系统设计问题。HLA同网格技术的结合为大舰模军事仿真活动的开展进行了有益探索。     

反导半实物雷达与数学仿真模型的实时集成

基于VxWorks和高层体系结构(HLA),采用射频注入式仿真方法,对反导防御系统对目标进行探测、跟踪、识别、拦截和数据通信的全过程进行实时仿真集成。实验中干扰机为实装设备,雷达为半实物设备,其它均采用数学仿真模型。按照实时性约束采用三层体系结构:非实时层、弱实时层和强实时层。给出了系统的设计框架,重点分析了各关键数学模型的工作原理。实验结果表明,采用该体系结构能够有效地将实物设备、半实物设备和数学仿真模型集成起来,具有低成本、高效率、实时性和可靠性的特点。     

HLA架构下数值仿真与视景仿真集成方法的研究

以国产CZ系列运载火箭为研究对象,开发了基于HLA体系架构的全数字飞行仿真系统.通过建立运载火箭控制系统的数值仿真模型,围绕"模型实时驱动"这一核心功能设计了运载火箭全数字飞行仿真系统的框架结构并对其实现方法进行了描述,开发了Matlab-RTI中间件和OGRE- RTI适配器,较好地解决了数值仿真与视景仿真在HLA体系中的集成并保证了系统的实时性.应用集成方法完成的火箭飞行仿真系统已应用于西昌卫星发射中心的测发训练中,取得了较好的应用效果.     

基于HLA的分布仿真环境KD-HLA的研究与应用

针对应用HLA仿真技术标准开发复杂大系统仿真的问题,提出了建立基于HLA的建模/仿真一体化环境,使HLA仿真系统集成开发过程进一步系统化、规范化。文章研究了模型建立、运行支撑和控制、事后分析显示处理等HLA仿真系统开发过程中涉及的内容,设计了基于HLA的分布仿真环境KD-HLA,并对其目前的实现和应用情况作了介绍。     

基于HLA的仿真系统模型研究

在基于HLA的仿真系统开发中,设计和建立HLA仿真系统的各种模型是促进仿真互操作和仿真组件重用的关键过程,模型问题是整个HLA联邦开发的核心问题。在提炼了HLA仿真系统建模过程的基础上,提出了改进的基于HLA的仿真系统开发模型体系,并总结了概念模型、对象模型和仿真模型的开发方法和过程,为各模型的快速、规范化开发打下了基础,并能够缩短基于HLA的仿真系统的开发周期,提高建模与仿真的效率。     

HLA框架下的Agent与XML应用研究

对于一类包含控制节点和交互信息结构复杂多变的系统对象，在HLA框架下集成Agent和XML展开建模与仿真可以很好地完成仿真任务。针对在地面遥控下的航天器对抗问题，设计了基于Agent的HLA仿真联邦，并采用XML来实现系统中的信息交互。应用表明，Agent和XML可以有效地增强和扩展HLA应用。     

基于虚拟样机的装备原理示教系统研究

目前研制开发的训练模拟器,一般只是侧重操作训练,没有将工作原理与操作实时、有效地结合起来,为了解决这一问题,引入虚拟样机技术,设计了基于虚拟样机的装备原理示教系统.首先对装备原理示教系统需要实现的功能进行了分析研究,确定了设计内容;然后提出了基于虚拟样机的系统体系结构,给出了整体设计方案;最后使用HLA技术完成虚拟样机中仿真电路的设计:选用MATLAB/Sinulink创建仿真模型,将Simulink模型转化成HLA联邦成员后,调用M(A)KRTI提供的HLA建模服务,在Visual C++中设计仿真电路.     

Arena与HLA／RTI互连方法研究

Arena与HLA/RTI的互连问题本质上属于商业仿真软件包与HLA的互操作问题.根据互操作性参考模型IRM I层次互连的需求,在比较Arena RT模型及HLA联邦成员的执行流程的基础上,提出了将Arena模型连入HLA/RTI的通用方法,设计了适配器架构、接口及其与Arena模型和RTI的交互流程.实验结果表明了本方法在数据传输和时间同步方面的正确性.     

分布式仿真系统非阻塞式协同检查点协议

联邦存储是实现分布式仿真系统容错的基础,IEEE1516-2000中提供了一种阻塞式的系统状态存储协议,实际使用时会给系统带来很大开销。根据对系统状态存储过程中仿真组件状态变化影响因素的分析,提出了一种非阻塞式的系统状态存储协议,该协议完整地解决了由于在系统状态存储期间允许时间推进导致所保存的RTI状态和对应成员状态时间上的不一致、由于成员间消息传递导致不同成员状态的不一致及in-transit消息问题。先完成状态保存的成员不需阻塞,该协议在一定程度上降低了联邦存储的开销。证明了该协议的正确性。     

MATLAB与HLA/RTI通用适配器研究与实现

MATLAB具有的强大建模和仿真功能,并提供了友好的API接口。但是MATLAB本身并不支持HLA/RTI,无法直接参与基于HLA/RTI的协同仿真。本文从通用性角度提出了一种MATLAB与HLA/RTI通用适配器及其关键技术,并详细说明了通用适配器的原型实现。通用适配器可以灵活地将MATLAB仿真模型作为一个联邦成员加入RTI联邦中,参与协同仿真运行。该适配器的研究对于开发其他商用仿真软件与HLA/RTI的适配器具有参考价值。     

HLA/RTI功能评述

高层体系结构ＨＬＡ为分布仿真提供了一种软件总线加软构件的技术框架,其软总线——运行支持系统ＲＴＩ提供了在分布环境中集成多种类型仿真应用的功能。本文在分析ＨＬＡ的基本思想与ＲＴＩ的作用的基础上,对ＨＬＡ／ＲＴＩ的功能进行了分类评述。并对未来基于ＨＬＡ／ＲＴＩ的分布仿真的特点作了初步的讨论。     

面向虚拟仿真环境的RTI性能测试研究

针对虚拟仿真环境中RTI的性能需求设计测试指标,测试指标包括对RTI能够支持多大规模的分布式虚拟仿真进行的规模支持能力测试;属性更新延迟和交互的延迟更新;反映系统在单位时间内能够处理的最大容量的数据包的吞吐量测试;在联邦成员连续请求时间推进的情况下,RTI对其请求的响应时间的时间推进请求响应测试;联邦成员在占用一定的计算时间时,对系统其它性能指标的影响的基于盟员负载的真实仿真测试。对于上述测试指标,提出了相应的测试方案,通过对测试数据的分析比较不同RTI和盟员开发的实现方案如:RTI的体系结构、本地线程方式、数据传输的打包方式对RIT性能指标影响的定量分析,进一步提出得到满足分布式虚拟仿真环境要求的实时性RTI的技术实现方案。     

相控阵雷达系统分布式仿真

基于先进的分布式仿真平台进行相控阵雷达的建模仿真,已成为目前雷达仿真的必然趋势。在研究了相控阵雷达系统相干视频信号仿真以及高层体系结构(HLA)时间管理的基础上,提出了基于HLA/RTI的分布式仿真中相控阵雷达仿真方法,并对雷达系统的时间推进进行了改进,最后给出了改进前后的仿真运行时间结果,证明所提出的改进方法能有效地提高系统的运行效率。     

HLA RTI数据描述码扩展

为高层体系结构(High Level Architecture，HLA)运行支撑环境(Run—Time Infrastructure，RTI)引入一个新的扩展，该扩展使用数据描述码在消息上附加特征属性，使RTI能够对数据应用更丰富的使用策略。文章第1、2部分提出了基于数据描述码过滤数据，以及构建HLA仿真系统面向方面框架(Aspect Oriented Framework，AOF)的技术，第3、4部分详细说明了数据描述码扩展和实验原型的设计。数据描述码扩展可用于提高仿真系统的运行效率，改进大规模HLA仿真系统的架构设计，并且不改变RTI和联邦成员的编程接口。     

基于HLA仿真系统的实时性改进策略研究

HLA以其在可重用、互操作方面的强大优势得到学术界、工业界一致认可，而成为国际分布仿真的通用标准。但HLA／RTI在实时性方面的不足多少让人感到美中不足。文章研究了国内外几种RTI版本的网络数据的时延特性，总结了提高HLA／RTI实时性能的几种常用途径。在深入分析了RTI实时性能影响因素的基础上提出一种新的改进策略，该策略从仿真应用开发者的角度出发，设置管理节点对系统各个节点时间的同步推进进行协调。实验和应用结果证明，该策略简单有效，在一定范围内能较好地解决基于HLA仿真系统的实时性问题。     

基于Extend与HLA的装备保障仿真集成研究

分析了Extend应用于装备保障仿真的不足,在讨论基于HLA的装备保障仿真系统的基础上,提出了Extend与HLA/RTI的四种仿真集成方式,依据Extend模型是否需要与HLA/RTI进行时间同步分别给出了集成方法,设计了基于适配器的Extend与HLA集成框架,详细说明了适配器的组成功能及工作流程,最后利用一个装备保障仿真系统应用实例证明了仿真集成的思路是可行的和必要的。

Abstract：

Because of the shortages of Extend software applied to equipment support simulation,four integration types between Extend and HLA were proposed about the building of equipment support simulation system based on HLA.According to whether Extend simulation model was synchronous to HLA/RTI on the mechanism of advance simulation time,the methods were respectively put forward to support these types,and an integration architecture between Extend and HLA was designed based on a general adaptor.The components and functions of this adaptor,and its running mechanism were detailedly analyzed later.Finally,an application of a simulation system proves that the idea to integrate the two platforms is feasible.     

网络延迟对基于高层体系结构/运行时支撑构件的分布交互仿真系统的影响

研究了网络延迟对基于HLA／RTI的分布交互式仿真系统的影响。给出了分布式仿真实验环境的细节，提供了网络仿真的工具，模拟了50ms，100ms，200ms的网络延迟，研究了网络延迟对仿真进程实时性的影响。采用状态数据的时戳技术和状态预测算法，可以降低网络传输时间的影响，实验表明在200ms的延迟下实体定位的偏差可以降到0．5m以下。