高精度GPS观测数据的实时仿真研究

针对高精度GPS观测数据实时仿真的需求,研究了观测数据仿真的基本原理、系统功能组成及适用于实时仿真的数学模型.考虑到模型实现的时间约束特性,将仿真系统结构划分为非实时层、弱实时层和强实时层,并采用分布式仿真结构建立了卫星导航观测数据实时仿真系统.算例结果表明:系统满足强实时性要求,观测数据仿真具有较高精度.     

编队防空协同作战仿真系统的构建与开发

以编队防空协同作战(The Cooperative Engagement Capability)为背景,采用HLA技术构建了编队防空协同作战仿真系统的联邦结构,分析了各联邦成员的功能,介绍了仿真系统的开发及运行过程,然后进行了对象类和交互类的设计开发.基于Visual C 和Lab Works,给出了整个仿真系统的工作流程,最后重点探讨了仿真系统的实时分发技术和三维视景的实现.在此基础之上,构建的仿真系统为进一步深入研究编队防空协同作战提供了参考.     

基于数字孪生的导弹部队在线仿真系统设计

导弹作战具有复杂多变、不确定性强的特点,基于数字孪生技术在仿真系统中生成与现实世界实时同步的虚拟战场态势,从而进行作战方案在线仿真推演和效能评估,根据仿真评估结果预测战争走向,实现战场“透视”的目的,这对于指挥员掌握战场主动权和科学决策具有重要作用。通过建立在线仿真系统总体框架和内外部接口关系,将系统根据功能划分为战场情报预处理、实体模型动态生成与匹配、仿真推演、效能评估、仿真引擎和仿真支撑库等6个子系统,对各子系统的功能组成和运行机理进行解析,对基于EATI的建模法则和战场态势特征提取及模型匹配2项关键技术的具体原理和实现方法进行了解析,结合导弹部队的作战特点,建立了作战效能仿真评估指标体系,为下一步仿真系统的实现提供了方法指引。     

Alpha 工作站仿真一体化环境交互系统设计

交互系统是一体化建模仿真环境中的一个重要环节,主要解决人机关系,使用户可以方便地与仿真机作高速通讯,对仿真运行进行实时监控。本文在简要介绍整个系统概况的基础上,对交互系统的总体设计、命令分析与处理、功能实现等几个方面展开了讨论。此外,还简单介绍了交互界面的设计和实现情况     

基于网格技术的仿真资源实时调度系统研究与实现

针对仿真资源服务运行中存在的性能瓶颈,以WSR工厂模式为基础,设计并实现了一种基于网格技术的仿真资源实时调度系统。该系统通过设置代理工厂服务,在客户端创建资源实例,实现了对仿真资源服务的实时动态调度和对资源属性的监控。原型实验证明,该系统具有调度时机合理、调度机制对服务方与客户端透明、资源监控机制不影响客户端操作和接口开放等优点。     

基于RTX的空面导弹制导控制系统快速原型仿真

制导控制系统快速原型仿真是空面导弹研制与开发的重要组成部分,是数字仿真到半实物仿真不可缺少的中间环节。基于Windows平台、Simulink仿真建模软件和RTX实时嵌入内核,建立了制导控制系统快速原型仿真系统。基于VMIC实时网络系统实现了分布式仿真,完成了模型在线调参、自动下载等功能。最后应用该系统实现了Simulink环境下空面导弹制导控制系统模型在RTX环境下的快速原型仿真,仿真结果验证了该系统仿真准确性以及良好实时性能。     

战场环境下C4ISR系统体系对抗仿真测试技术

针对战场环境下C4ISR系统体系作战效能难以综合评估的技术难题,分析研究了传统HLA标准在网络化仿真领域应用的限制,借鉴其核心的公布-订购思想,提出了以网络化和面向服务为核心的松耦合、全共享的网络中心化仿真技术,解决了各仿真结点信息交互关系实时维护的技术难题,设计实现了以网络中心化仿真为技术基础的C4ISR系统体系对抗仿真测试环境,并对系统主要功能组成、相关的运行支撑环境、系统主要运行流程和信息交互过程等进行了描述.     

空间操控航天器试验运控语言研究

空间操控航天器试验运控任务是在实时/近实时约束的天地协同操作背景下完成的一类复杂任务。这类任务具有实时要求高、约束关系复杂、精细程序高、自主性和协同性强等特点,根据这些特点,通过对比分析国内外航天试验运控语言研究成果,自主设计并实现了一套面向空间操控航天器的试验运控语言及其运行支撑系统,重点突破了语言转换/编译、语言运行调度及仿真验证技术。最后通过搭建仿真系统和设计典型试验运控任务,对语言系统总体设计及关键技术进行了初步验证。     

外部硬时钟在半实物仿真中的应用

为保证高动态运动下的仿真可信度以及三轴转台、高精度惯导等仿真设备的安全,通常对于半实物仿真系统具有严格的实时性要求。提出一种以Windows+RTX实时系统平台为基础,使用外部硬件时钟产生定时信号的定时方案。使系统运行周期定时任务时具有良好的时钟定时精度。大量测试对比结果表明,在系统高负荷运行时外部硬时钟定时的方法比使用软时钟定时的方法体现出了更高的稳定度与定时精度。在分布式实时仿真系统中该方法具有重要工程应用价值。     

分布式系统实时信号级仿真实现方法

结合透明计算结构特点,提出一种实现实时信号级仿真系统的方法。该方法将信号生成部分的结构划分为特征提取和信号重构两部分,并将信号重构的硬件部分归为信号接收端,信号发射端的最终输出为信号特征值。所以在各节点间传递的为信号的特征值,信号数据直接在接收端产生,避免了因采样率过大引起传输数据饱和、传输速率慢等问题。通过改变仿真系统中信号发射、接收端功能结构,降低系统各节点间信号传输数据量,提高系统运行速率,从而实现实时信号级仿真。该方法已经逐步应用于战场环境、电子对抗仿真之中,证明了该方法的可行性和有效性。     

分布式飞行视景仿真平台的设计与实现

基于多机空战战法训练设备的开发,对视景平台的组成、接口、网络结构、运行机制进行了总体设计,构建了一个具有基本仿真功能,并且相对通用的分布式可视化实时视景仿真平台.重点对飞行动力学仿真系统、视景显示系统和接口网络数据驱动进行了研究与实现.为提高平台的通用性和扩展性,采用了仿真控制主机和目标仿真机运行模式.仿真建模(Simulink)、三维建模(creator)和视景驱动(vega+vc)均采用商业软件,降低了平台的开发难度,缩短了开发周期,并且获得了高质量效果.     

外部硬时钟在半实物仿真中的应用北大核心

为保证高动态运动下的仿真可信度以及三轴转台、高精度惯导等仿真设备的安全,通常对于半实物仿真系统具有严格的实时性要求。提出一种以Windows+RTX实时系统平台为基础,使用外部硬件时钟产生定时信号的定时方案。使系统运行周期定时任务时具有良好的时钟定时精度。大量测试对比结果表明,在系统高负荷运行时外部硬时钟定时的方法比使用软时钟定时的方法体现出了更高的稳定度与定时精度。在分布式实时仿真系统中该方法具有重要工程应用价值。     

电气设备虚拟维修训练系统中电路实时仿真方法的研究

针对虚拟维修训练系统中电气控制线路的电路实时仿真方法进行了研究,介绍了电气虚拟维修系统中电路元件阻抗等效方法,通过综合应用节点电压法、网络拓扑结构表示等方法提出一种适用于电气设备虚拟维修系统的电气控制电路实时仿真方法。该方法首先根据模型中各功能部件之间的电网络连接关系构建网络拓扑图,由网络拓扑图生成关联矩阵;然后,根据关联矩阵及模型的参数计算各节点电压或各支路电阻,并采用虚拟万用表测量模型中任意两节点之间电压或电阻;最后,根据测量结果对故障信号进行判断,实现电气设备虚拟维修训练仿真。为了验证该方法,以海水淡化装置电气线路为仿真对象构建了海水淡化装置虚拟维修训练系统,并进行了实时仿真研究,仿真结果表明:该方法能正确有效地模拟海水淡化装置电气线路的运行工况。     

实时数字场景仿真系统研究与实现

开发在实验室里测试导引头信息处理机的实时数字场景仿真系统已经成为了图像制导武器发展的迫切需要。介绍了一个由高性能PC机和PCI插卡构成的实时场景仿真系统,描述了该系统的工作流程和系统结构,以及软件和硬件等主要组件的工作原理和实现方法,试验结果表明系统能够满足实际应用的需要。     

外挂物管理和武器模拟器仿真系统设计

介绍了一种基于两级1553B总线和以太网的外挂物管理和武器模拟器仿真系统的设计与实现。该系统采用全数字方法模拟了飞机外挂物管理的内容和功能。详细讨论了该仿真系统设计的系统结构、系统接口、系统数据流,然后给出了具体的硬件和实时仿真软件的实现方法。该系统可用于航空电子仿真系统中。     

基于Multi-Agent的智能指控系统建模

给出的智能指控系统基本模型主要由技术基础层、态势认知层、期望意图层和指挥决策层组成,该模型具有系统复杂性、信息实时性、功能分布性、指控同步性和执行协同性等基本特征,整个系统的运行基本包括:态势评估、信念形成、规则确定、推理判断、意愿产生、承诺达成和任务执行等环节.在研究智能指控系统的基础上,运用Netlogo多智能体仿真平台,对智能指控系统防空作战模型进行了仿真,仿真运行结果表明基于Multi-Agent的智能指控系统对防空作战效果提升有着显著影响.     

基于设备贡献度的实时效能评估方法

为了实现对在线运行设备效能的实时评估,在深入研究线性和非线性指标聚合方法基础上,提出了一种基于设备效能贡献度的在线设备实时效能评估方法,给出了指标评定、权重计算和指标聚合方法.仿真结果表明,该方法克服了传统方法效能评估结果无法准确反映系统运行情况和设备故障情况的缺点,实现了对在线设备运行状态的快速、科学评估.     

飞行模拟系统中分布交互式视景的设计与实现

分布交互式视景是飞行模拟系统中的重要组成部分,是实现多机单通道（多通道）联网编队飞行的基础。提出了一种基于Mantis的分布交互式视景仿真系统,对视景系统的视景数据库、视景控制程序及网络结构进行了总体设计,构建了一个具有基本仿真功能,并且相对通用的分布式可视化实时视景仿真系统。并对多通道视景的同步、模拟器之间的时空一致性和三维模型简化等关键技术进行了研究与实现。该系统已经应用于实践,实现了直升机模拟器之间在同一环境下的联网飞行,并且取得了预期的视觉效果。     

装甲车辆运动姿态实时仿真系统设计与实现

系统基于计算机仿真技术构建装甲车辆运动时的虚拟战场环境,利用自动控制技术和虚拟现实技术实现对装甲车辆运动姿态的实时仿真,采用同步建模和实时动态仿真技术实现机电系统与视景的同步仿真,从而保证了平台振动位置与由视景运动产生的位置变化一致.通过软、硬件互补的优化设计,提高了系统的抗干扰能力,实现了高仿真度、高质量的仿真通用平台的研制.该系统模型结构完整,参数选取精细,量化科学,三维图形实时性好,模拟程度逼真,工作可靠,维护方便,通用性强.     

基于处理器在回路的卫星姿态轨道控制仿真系统

阐述了超低轨道卫星姿态轨道控制仿真系统的功能,设计了仿真系统的软件和硬件结构,介绍了相应的关键技术。基于VxWorks操作系统和嵌入式处理器MPC8245建立了处理器在回路的实时仿真系统,对姿态控制算法进行了仿真验证。结果表明:实时仿真结果与数学仿真结果一致,仿真系统接口设计合理,实时性符合要求。