标准化训练模拟器开发框架

以研制标准化水面舰艇装备训练模拟器为目标,分析了研制模拟器中存在的共性,根据共性分析了构建标准化模拟器开发框架的需求,响应需求并结合训练模拟器技术标准提出解决方案,设计出了标准化训练模拟器开发框架.开发框架采用柔性体系结构,符合HLA标准,包括标准信息元数据库及其管理系统,基础类库,标准对象模型开发工具和标准模拟器框架生成向导等.最后描述了开发框架活动流程.     

复杂机电系统多学科设计与仿真集成框架

为实现复杂机电系统的设计与仿真中多学科应用的集成以及信息的交流与共享,提出了一种复杂机电系统多学科设计与仿真集成框架,并给出了集成框架的参考模型.该集成框架采用了有利于实现设计与仿真应用程序"即插即用"的组件结构,并建立了机电系统设计与仿真公共信息模型和标准应用组件接口.复杂机电系统多学科设计与仿真集成框架以多学科综合设计与仿真为核心,以公共信息模型为基础,通过标准化应用组件接口实现不同工程领域的设计与仿真工具的集成以及设计和仿真信息交流与共享,从而支持多学科团队间的协同工作.     

一种研究型民机飞行模拟器设计与实现

飞行模拟器是一个复杂的人-机实时仿真系统,已被广泛用于飞行训练和飞机研制.首先论述了民机飞行模拟器的发展特点,然后介绍了本实验室研制和开发的研究型民机飞行模拟器.采用可扩展结构框架、模块化设计方法.重点研究了飞行管理计算机系统的飞行计划控制、导航计算和信息显示功能,完善了自动飞行控制系统、发动机系统的建模,设计并实现了综合电子显示系统的显示方案.最后,进行了总结.     

基于BOM组件模型的可组合性研究

首先讨论了仿真模型及其接口,模型的语法组合、语义组合以及组合的判定方法。重点研究了BOM模型组件在HLA中的运用,利用BOM状态机分析了基于BOM的仿真模型组件的组合特性,探讨了基于BOM仿真模型组件的仿真系统框架的构建方法,研究了在资源库管理系统中基于BOM组件的模型组合装配问题。通过对基于BOM的组件模型的可组合性研究,促进了模型开发和接口设计的标准化,同时增强了模型的重用性和互操作性,提高了建模仿真的效率。     

BOM组件式仿真系统数据驱动方法

仿真系统的数据驱动方法的研究内容包括想定标准化、想定的加载和模型的数据驱动三个方面.针对传统的基于成员层次的分布仿真系统开发模式的数据驱动导致大量人力物力开销,效率低下的局限性,采用BOM作为组件模型描述规范来构建组件式仿真系统,通过用户模型开发规范化,仿真模型组件生成自动化以及通用仿真运行框架统一化等支撑技术来提供高效的模型数据驱动环境;通过通用想定解析模块,采用集中、分时的方式分发仿真脚本数据进行仿真系统环境配置以及更新调整,提高仿真系统的数据驱动的效率和质量.     

大型轮机模拟器中船舶电力系统的建模与仿真

结合开发研制大型集装箱船舶轮机模拟器,建立了船舶电力系统的数学模型,包括发电机组模型、电压自动控制模型、负载模型和电站管理系统等模型.采用了数学建模与物理操纵相结合的混合仿真技术,实现了具有良好人机交互界面的船舶电力仿真目标.仿真结果表明,仿真数据和效果与实船情形相同或相似,该系统同时可实现400多个故障模拟功能,并且已在国内外4台大型轮机模拟器上成功运行,取得了令人满意的培训效果.     

机载预警雷达模拟器气象和干扰显示建模仿真

目前机载预警雷达训练模拟器在培训中存在2大难点:气象目标不规则形状的显示仿真和干扰显示仿真。基于贝塞尔曲线结合路径的方法来模拟气象目标的不规则形状,建立气象显控模型,较好地实现了雷达模拟器气象显示仿真;通过各种干扰样式等建模,实现了预警雷达干扰显示,通过操作措施建模,实现了抑制干扰。解决了机载预警雷达训练模拟器PPI显示中的诸多问题:气象目标随机分布、外形不规则、气象目标显控、干扰的设置和显示模拟。结果证明所建模型能够实现气象及干扰显示以及操作应对模拟,能为雷达操作员提供逼真的气象、干扰显示画面,可以达到或接近实战中才能得到的训练效果。     

DIS环境下防空火力单元作战仿真研究

在“综合仿真系统”项目中,防空火力单元的仿真基于ＤＩＳ技术,包括指挥中心,制导雷达和拦截弹三部分。本文介绍了防空火力单元仿真各部分模型的功能,仿真框架,时人一致性的实现,以及虚拟显控台的组成。     

HLA中的对象模型浅析

在基于HLA的仿真系统设计和开发中,开发对象模型是促进仿真互操作和仿真组件重用的关键过程。在给出HLA对象模型概念的基础上,分析提炼了基于HLA的仿真系统的建模过程,总结了FOM、SOM的模型开发方法,最后介绍了HLA对象模型的OMT标准化描述结构框架。     

基于HLA和组件技术的仿真训练系统扩展

为促进各独立开发的仿真训练系统间互连、互操作和资源重用,在HLA框架下,应用组件技术对已有仿真训练系统进行扩展,将一些小的、各种形式的仿真应用,如各类模拟器或训练器,联合起来形成一个大的仿真训练系统.通过设计通用性强、可扩展性好的对象类结构体和对象实例结构体,可开发通用的联邦成员组件;通过开发联邦成员组件,可使各类语言环境开发的系统纳入到HLA框架中;通过封装联邦成员间数据交换过程,可有效屏蔽HLA/RTI程序开发复杂性,最终方便整合各类仿真资源.某型机模拟飞行训练系统扩展实践证明了该法的有效性.     

HLA/RTI时间管理算法性能测试

高层体系结构HLA(High Level Architecture)是美国国防部提出的建模和仿真的标准，时间管理服务是其中的重要组成部分。一个正确、高效的时间管理算法，是保证RTI产品时间管理服务性能优越的重要因素。提出了一套测试RTI时间管理的方案，试验了几种典型的RTI，并对这几种RTI产品进行了分析和比较。侧重于对基于CORBA、符合IEEE1516标准的RTI软件StarLink时间管理的功能测试和性能测试，实验结果表明，在高速局域网内，StarLink时间管理服务优于同类产品pRT11516。     

联邦接口规范测试方法研究

高层体系结构（HLA：High Level Architecture)可以支持各种类型仿真之间的互操作，同时便于建模与仿真部件的可重用。开发HLA应用必须根据联邦开发与执行过程模型进行，其中联邦测试是FEDEP模型的重要组成部分，主要包括三级测试，即：一致性测试，集成测试，联邦测试。一致性测试主要包括接口规范测试，OMT测试，RTI测度等内容，本文对联邦接口规范测试的方法进行了研究，根据接口规范的测试标准，制定了测试顺序，给出了联邦接口规范的测试顺序，给出了联邦接口规范的测试顺序模型，使接口规范测试更加系统，清晰。     

基于SOA的分布并行SMP2仿真体系结构研究

为了提高SMP2模型在分布式环境下的互操作与可组合性,提出了基于模型驱动架构的分布并行SMP2仿真体系结构。针对分布式环境模型组合的特点,提出了基于代理的SMP2仿真模型分布式组合方法。针对在分布式环境下进行模型调度的两个问题,提出了基于时间管理器和消息管理器的仿真模型分布式并行调度方法。设计实现了原型系统,包括基于空消息的异步仿真协议时间管理器、基于WebService的消息管理器、仿真控制管理器和仿真应用客户端。最后并以导航系统DOP分析仿真为例,验证了方法的可行性,并讨论了下一步研究方向。

Abstract：

To enhance the interoperability and composability of the Simulation Model Portability Standard 2 （SMP2） in distributed environment, a simulation architecture based on Service-Oreinted Architecture （SOA） was promoted. To satisfy the composition and schedule requirment under destributed environment, a proxy-based model composition method and a model schedule method based on time manager and message manager were studied. A prototype system was designed and implemented, including CMB-based time manager, web-service-based message manager, simulation control manager and simulation client. Finally, an application of Navigation System DOP analysis simulation demonstrates the validity and feasibility of the method.     

一种新型计算机体系结构模拟器的研究与实现

模拟器是研究新型高性能计算机体系结构的一种快速、有效的手段。并行计算机体系结构模拟器SandFox是为了开展对网格化动态自组织体系结构（DSAG）研究而研制的新模拟器，在设计中采用模块化和层次化设计思想，通过四个层次的逐级模拟实现了对DSAG结构全系统模拟，并体现了DSAG的结构特点如资源按需分配，资源部件管理，资源部件可重构等，模拟器自身也可以通过交互式界面动态调整系统配置。应用测试及对测试数据的分析，表明了SandFox模拟器的正确性、可扩展性与动态性。     

基于HLA的仿真数据收集与分析系统研究

HLA分布式仿真标准由于其广泛适用性、可伸缩性及用户自定制性给数据收集与分析带来了很多新的挑战,在分析现有工具的优缺点和新的需求的基础上,设计、实现了基于HLA的仿真数据收集与分析系统HIT-DCAS,它可以完整地收集仿真过程的通信信息,并能够满足实时查询,态势显示,事后回顾,有效性分析及结果分析等需求.重点讨论了分布式数据收集中的静态及动态调度策略,以及通过构造状态矩阵的方法,提出一种仿真运行有效性的分析方法.最后通过试验验证了数据收集系统的有效性.     

面向组件的仿真系统构建方法研究

随着软件组件技术的不断发展,基于组件的软件开发方法在仿真领域逐渐被接受,特别是基于分布式的仿真软件开发。SISO（仿真互操作标准组织）提出的BOM（基本对象模型）通过标准化规范描述面向组件的仿真模型,为构建具有可扩展、可组合和可互操作的仿真系统提供了面向组件的实现技术。首先,描述BOM的模板结构及其体系结构,设计基于BOM的仿真模型组件结构,分析这种结构的仿真模型组件间的互操作性;接着从概念层次、联邦成员层次和联邦层次三个不同层次提出面向组件的仿真系统构建方法;最后讨论一种通用的仿真运行框架,通过组合不同的仿真模型组件实现仿真系统的快速构建。

Abstract：

With the development of the software component technique, the components based software development method is accepted in the simulation domain and specifically in the distributed simulation’s software development. The standard of Base Object Model （BOM） developed by SISO （Simulation Interoperability and Standard Organization） is the component-oriented specification of simulation models which gives a component-oriented technique to construct extensible composable and interoperable simulation systems. Firstly, the template and architecture of BOM were described based on which the structure of simulation model components were designed and the interoperation between them were analyzed; Secondly, the processes for constructing simulation systems were argued from the concept level and the federate level to the federation level; Lastly, by composing various of simulation model components, the general simulation running framework which was argued provided component-oriented capabilities to rapidly building simulation systems.     

高层体系结构系统实施技术的初步实践与进一步研究

为满足分布仿真系统对开放性，重用性，可扩展性与面向应用上的需求，基于HLA标准开发或改造已有的仿真系统已成为当今分布式仿真系统实施的一个热点，本文将分析，介绍一个HLA系统应用实施的典型案例，并基于作者的初步实践，进一步探讨基于HLA标准的分布式仿真系统的实施技术。     

采用真雷达显示器的航海雷达模拟器的关键技术

传统的雷达模拟器大致可分为全微机化的雷达模拟器及采用真雷达显示器和雷达信号发生器板的雷达模拟器。第一种雷达模拟器的操作界面逼真度尚待进一步提高，第二种雷达模拟器由于受雷达信号发生器板内存等限制，所能模拟的海区不如第一种雷达模拟器多，灵活性欠佳。本文的雷达模拟器采用微机生成雷达视频信号，通过雷达接口板将由计算机模拟的不同海区雷达回波图像显示在真雷达显示器上，具有灵活性大、逼真度高的特点。对该雷达模拟器的几个关键技术：雷达不同显示方式下的坐标变换、岸线回波生成算法、雷达信号接口板的的设计作了详尽介绍。该接口板可产生满足雷达／ARPA显示设备需要的各种信号，并可实时将计算机模拟的雷达视频数据转换成雷达显示设备可以接收的雷达回波信号，显示在真实雷达显示设备上。成功地应用在全任务大型船舶操纵模拟器中。     

基于Web服务的分布式RTI设计与实现

采用HLA(High Level Architecture)的技术标准,可以将单个仿真应用或者模型连接起来组成一个大型的仿真应用.RTI(Run-Time Infrastructure)是HLA的程序实现.现有的RTI大多采用集中式的管理结构,当仿真节点数量增加、节点间进行频繁的数据交换时,仿真性能可能不具备容错能力.提出基于Web服务(Web Services)的RTI设计思想,设计策略中不仅解决了上述问题,而且解决了Web服务额外带来的管理和调度问题,并对一些关键问题提供了解决方案.最后通过实际测试证明了这种方案的可行性.     

基于HLA的协同仿真运行研究

对应基于HLA的多领域建模，提出基于HLA的协同仿真运行。对HLA的标准MOM交互类进行扩充，增加有关仿真运行暂停、继续，仿真撤销，仿真结束的交互类；定义用于仿真运行启动的CORBA接口；对仿真运行管理器增加判断参与仿真联邦执行的所有成员是否正常加入的功能，并管理三个仿真联邦同步点，以保证协同仿真运行。