基于实时网络的半实物仿真集成平台研究

半实物仿真试验是制导武器系统研制过程的重要手段。半实物仿真集成平台的构建是对原有仿真系统的扩充和升级,集成平台包括了DOS、Windows 2000和LABVIEW RT三种操作系统,反射内存和广播内存两类实时通讯网络。介绍了集成平台的硬件构成和主要设备功能,解决了半实物仿真集成平台中的实时网络性能指标测试、实时数据采集和LABVIEW RT下利用反射内存进行实时数据传输、实时网络接口计算机设计等关键技术问题。目前,该半实物仿真集成平台已经成功运用于某制导武器的半实物仿真试验中。     

雷达半实物仿真及其关键技术研究进展

雷达半实物仿真具有成本低、灵活性强、保密性好等诸多优势。但是,随着雷达系统工作模式和处理过程日益复杂、目标姿态日渐多变,雷达半实物仿真在微波暗室脉冲信号等效测量、目标动态特性高逼真模拟等方面的挑战不断涌现。从射频注入式和辐射式两个方面,对雷达半实物仿真技术的发展历程、技术特点和实现难点进行了总结梳理,着重分析了雷达射频辐射式仿真中微波暗室设计、近距离实验、目标特性模拟与测量方法等关键技术。进一步对辐射式半实物仿真中雷达脉冲等效测量面临的瓶颈问题和解决方法进行归纳分析,为雷达半实物仿真的发展方向提供了参考与依据。     

地空导弹半实物仿真研究

本文首先介绍了地空导弹半实物仿真系统的组成及仿真过程，然后给出了从全数学仿真向半实物仿真过渡的方法，最后就仿真中遇到的一些技术问题进行了讨论。     

雷达制导半实物仿真误差分析

在介绍雷达寻的制导控制基本原理、半实物基本方法及仿真原理的基础上,详细介绍了雷达寻的制导控制半实物仿真系统的组成、各关键设备的工作原理并进行了主要误差因素分析,同时对关键仿真设备的误差进行研究,并建立数学模型,进一步推导出此类雷达仿真系统具有一般意义的仿真误差模型。最后通过半实物仿真试验对仿真系统的仿真精度进行验证。仿真试验表明,该半实物仿真系统的仿真精度满足控制系统半实物仿真试验的要求。     

某涡扇发动机半实物仿真平台设计和实现

在用网络连接的多台微型计算机组成的仿真系统中,通过UDP的传输协议建立了基于网络的涡扇发动机并行半实物仿真平台。利用与实物交互的A/D板的准确定时来完成仿真系统的同步时钟,在仿真计算机上利用Matlab的RTW功能方便的完成各仿真进程的同步计算,从而实现了分布式半实物仿真平台的实时仿真。     

多网络半实物实时仿真平台研究

半实物仿真试验已成为现代制导武器研制过程中一个必不可少的环节。多网络半实物仿真平台是对原半实物仿真平台的升级,包括反射内存和广播内存两种实时仿真网络,Windows、DOS、LABVIEVRT三种操作系统。介绍了仿真平台工作原理,解决了RT下数据采集子系统、数据保存子系统、实时网络接口计算机等关键技术及并给出测试方法和测试结果。目前,该系统已研制成功并投入运行。     

一种新型UUV半实物仿真系统设计与实现

针对UUV导航与控制系统高精度仿真的需要,设计了一种支持捷联惯导、多普勒测速仪、深度传感器和GPS接收机接入的半实物仿真系统,解决了GPS卫星导航信号仿真、多普勒测速仪水声回波模拟和UUV深浅水航行深度模拟问题,进行了导航与控制系统的半实物仿真试验,分别测试了GPS导航仿真子系统、多普勒测速仿真子系统和深度模拟子系统。试验结果表明,该仿真系统满足了仿真实时性和计算精度的要求,对于UUV研制具有重要的应用价值。

Abstract：

To satisfy the requirement of high accuracy simulation of complicated navigation and control system of unmanned underwater vehicle, a new plan of simulation system was proposed, which afforded the interface environment for SINS, Doppler velocity instrument, depth sensor and GPS receiver. The GPS satellite navigation signal simulation, the acoustic echo of Doppler velocity instrument and the sailing depth simulation were solved. The simulation experimentation combining hardware was processed, and the GPS simulation subsystem, the Doppler velocity simulation subsystem and the sailing depth simulation subsystem were all tested. The results show that the simulation system meets the real-time and accuracy requirements, and the system has important application value for UUV development.     

基于单部半实物雷达的分时组网仿真方法

提出了一种实用的半实物雷达分时组网仿真方法,有效解决了在半实物仿真中,采用一套半实物设备实现多部雷达组网仿真的问题.提出了一种基于分段曲线拟合的异步航迹关联算法,将航迹关联问题转化为空间曲线的相似性判别问题.该方法已成功应用于某雷达对抗仿真系统中,仿真结果验证了该方法的有效性.     

半实物仿真系统的预见控制研究

针对半实物仿真系统中未来信息可以利用的特点,提出了利用未来信息的线性逆系统设计方法,典型模型的仿真结果了该方法的有效性。     

倒立摆一级控制算法设计和半实物仿真验证

在倒立摆的控制研究试验过程中,在MATLAB环境下,以状态空间表达式形式建立倒立摆数学模型,采用MATLAB控制工具箱直接对倒立摆进行控制设计和仿真,之后在Simulink环境下建立倒立摆的控制仿真模型,将通过MATLAB控制工具箱设计的控制参数直接运用到Simulink仿真模型中,并通过代码生成工具RTW将模型下载到控制卡中进行倒立摆的实时控制试验.试验结果表明通过MATLAB设计平台,大大加快了倒立摆系统的建模、控制仿真设计和实现过程.     

一种基于VxWorks的飞行仿真实时管理系统

结合北京航空航天大学自动控制系开发的某大型工程飞行模拟器系统，介绍了一种基于嵌入式实时操作系统VxWorks和多处理机系统的仿真系统结构及其开发环境。首先介绍了VxWorks的特点。然后介绍了飞行仿真系统的总体结构及管理系统的主要功能。最后讨论了实时管理系统实现中的关键问题，包括多任务管理在不同开发环境下的实现以及分布式仿真系统的实时数据通讯等。     

液压系统半实物仿真通信过程实施

针对液压系统半实物仿真过程中控制模型、数学模型以及实物模型中的指令和数据传输要求,对仿真机和实物控制平台之间的通信内容、通信方式以及同步过程进行分析和定义,并在此基础上开发通信模型。通过半实物仿真平台的实际运行表明,本模型能有效的实现液压系统半实物仿真过程中的指令和数据通信,并保证内外环控制系统的正常工作。     

基于VxWorks的卫星实时数学仿真平台

介绍了一种卫星数学实时仿真平台。详细说明了仿真平台四台工控机的软硬件配置和作用。仿真平台将星载机模型和卫星其他模型分开,模拟了敏感器和执行机构与星载机之间的通信。使用了VxWorks实时操作系统和CAN总线,保证了仿真的实时性。合理地使用CAN总线、网络通信和串口通信,用于不同的通信任务,模拟了卫星的遥测遥控功能,实现了对仿真平台的监控功能。根据仿真平台的设计理念,提出了一种可以经过转换用半物理仿真的数学仿真平台。     

非线性控制系统半实物仿真技术研究

设计一非线形控制半实物仿真系统对非线型控制算法进行验证，并给出控制推力所需总冲的数学模型，分析了此非线形控制半实物仿真系统的误差，文中还通过型号仿真试验所得到的试验结果对非线形控制系统的设计进行了正确性验证，而且在试验过程中完善了控制系统的设计，同时也验证了该类仿真系统的正确性及仿真系统误差分析的正确性，该半实物仿真系统的建立对同类非线形控制半实物仿真系统的建立具有一定一的借鉴作用。     

激光导引头半实物仿真系统的设计与研制

以某激光导引兵器为背景,研究了将激光导引头实物接入回路的半实物仿真系统的方案、设计与研制。构造了一个激光制导兵器在接近真实飞行环境下,对目标进行瞄准、跟踪和实施攻击的仿真系统。本系统可对该激光制导兵器进行全数字仿真或半实物仿真研究,检测激光导引头接收目标信息、分辨目标、跟踪目标和抗干扰工作能力等。该系统已成功的运用于某型激光制导武器导引头的半实物仿真。     

基于并行计算机的飞机刹车系统半实物仿真

半实物仿真是一种针对实际过程的实时仿真技术，它把实物利用计算机接口嵌入到软件环境中，在实时条件下模拟整个系统的运行状态。在并行计算机硬件平台基础上，将刹车控制单元和液压模拟系统接入仿真回路，在RT-Lab环境下对飞机刹车系统进行了半实物仿真，取得了较满意的结果。该系统可以实现飞机在各类环境下起飞和着陆的模拟实验，为刹车系统的设计、改进以及参数的优化提供了试验依据。     

步进梁式板坯加热炉数学模型及其仿真系统

采用总括热吸收率法简化了炉膛内辐射换热,针对步进梁式钢坯加热炉建立了数学模型,编写了描述加热炉内热过程的系统仿真软件.利用该软件定量地研究了加热炉主要热工参数对钢坯加热过程的影响,从而对炉内传热过程有更深入的了解.对比黑匣子实验和热平衡测试结果,该仿真系统能够较好地模拟加热炉内的实际生产状况.利用该软件不仅可以对设计工作进行测试和验证,而且还能为加热炉的优化控制提供理论基础,具有很强的实用性.     

空间机器人半实物仿真系统的研究

由于空间机器人的任务验证实验成本过高,所以往往采用其它方法进行开发阶段的论证和系统的验证.采用半实物仿真的方法研制了空间机器人电联试系统.系统验证任务包括空间机器人运动学,动力学,视觉系统,控制器计算能力,总线速率及可靠性.实验结果表明该系统完全可以仿真空间机器人操作任务.     

并网双馈风力发电实时仿真控制方案研究

基于RT-LAB实时仿真平台设计了双馈异步电机并网发电的整体系统,给出了双变流器的矢量控制方案.应用解耦理论,分别对网侧和转子侧变流器采用电网电压定向和定子电压定向两种矢量控制方案.采用精确模型,在提高系统仿真可信度的同时改进了可移植性.实时仿真研究结果表明:精确模型的采用对系统整体控制效果的研究具有更高的精度及更好的移植性;给出的双变流器矢量控制方案具有良好的控制效果;实时算法快速精确,仿真平台优秀可靠,有效的缩短了研究工作的产业化过程.