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。

基于HLA半实物仿真平台体系结构的设计及实时性改进

基于HLA标准,设计了HLA半实物仿真平台的体系结构,解决了HLA应用到半实物仿真平台中遇到的实时性问题,设计了相关的接口程序,改善了基于HLA仿真系统实时性性能不足的问题。在接口程序的设计中,运用插值外推法和利用网络层进行传输相结合的方法,解决了由于RTI软件自身性能不足造成的实时数据传输过程中出现的数据包丢失和数据传输延迟的问题。

一种基于反射内存实时网络的半实物仿真系统

半实物仿真是样机研制过程中的一个重要环节,实时算法和通讯技术是半实物仿真系统的关键技术。该文首先介绍了VMIC反射内存实时网络的特点,然后详细介绍了基于反射内存实时网络半实物仿真系统的软硬件组成、功能,以及水下航行器控制系统半实物仿真的系统结构,最后给出了半实物仿真结果。仿真结果表明,采用实时网络的半实物仿真系统,大大地提高了仿真帧频,减小了多种仿真设备信息传输中的信号干扰。基于反射内存实时网络的半实物仿真系统,具有模块化结构的特点,配置灵活,便于扩充、升级和软件移植。

基于Windows NT开发实时半实物仿真的研究

半实物仿真是许多研究领域中不可缺少的手段，实时性是半实物仿真的重要属性。Windows NT是目前最流行的操作系统，在Windows NT下实现实时系统是一个热点问题。该文列举了Windows NT相对于实时系统的局限性及主要的处理方法，然后提出了一种利用面向对象技术在Windows NT上实现实时半实物仿真的解决方案。

基于分层模型的半实物仿真测试平台设计

针对传统半实物仿真测试平台分布式性能低、接口扩展性差等问题,基于"分层+分布式"设计理念设计半实物仿真测试平台。采用分布式架构将测试任务调度、激励数据生成等任务分解到测试控制器上,通过领域化协议库的方式使平台支持各种总线接口仿真及扩展。应用及实时性评估结果表明,该平台通用性好,测试效率高,实时性可达到百微秒级。

基于实时网络的激光制导武器半实物仿真系统设计

介绍了广播内存实时网的特点、软硬件组成和主要技术指标 ,对采用广播内存实时网组建的某型激光制导武器半实物仿真系统的功能、软件和硬件系统的组成进行了说明。

小型无人机飞控系统半实物仿真平台实时性研究

实时仿真是半实物仿真的基本要求。为了评价某小型无人机飞控系统半实物仿真平台的实时性,提出了实时性的评价指标,研究了仿真平台各组成部分对实时性的影响,并给出了实验数据。该数据对评价无人机飞控系统半实物仿真结果的可信度有一定参考价值。

半实物仿真系统的实时性分析

该文从半实物仿真的实时约束条件出发，首先从机器时间的物理机理上研究其数学模型，接着分析机器时间的软件实现，即时间函数的特性，然后又回到半实物仿真系统上，分析半实物仿真系统的时间模型特点。

分布式半实物环境实时弹道仿真步长自适应研究

在分布式半实物环境中,从工程实践的角度出发,基于数据分发服务(DDS)建立高性能弹道仿真环境。通过设计并实现仿真步长自适应的方法,进行实时弹道仿真计算。针对分布式半实物仿真环境的特点,提出了基于攻击机仿真环境和基于目标机仿真环境两种仿真方式。在采用同一种弹道仿真模型的情况下,通过对比分析两种方式的仿真实验结果,基于目标机仿真环境的方式稳定地提高了仿真计算频率,因此仿真结果精度较高,从而很大程度上提高了半实物仿真环境下实时弹道仿真的可信度。

半实物仿真系统中的实时控制技术

从三个时间定量指标出发 ,对半实物仿真中实时控制技术作简要的总结。首先从仿真帧时控制的角度介绍了帧时平衡、进程调度、时间同步和实时通信技术 ,然后从仿真过程控制的角度对几种典型的仿真控制框架加以分析 ,并分别给出了具体的精度指标。

运载火箭控制系统半实物仿真实时网络技术应用研究

针对新一代运载火箭组合化、系统化、通用化的特点,必须在现有的运载火箭控制系统半实物仿真试验的基础上,建立新型的运载火箭控制系统分布式半实物仿真系统,实现仿真设备的组合化、功能的多样化。本文从系统总体角度出发,对运载火箭半实物仿真试验实时网络设备进行深入分析和科学选型,同时对其接口软件进行设计,以提供实时网络各节点之间高效、方便的通信接口。最终设计出比较完备的运载火箭半实物仿真试验实时网络集成方案,确保各种仿真设备能够连成一个有机整体,形成仿真试验能力。

滑翔弹一体化实时半实物仿真平台设计

针对滑翔弹飞行控制系统半实物仿真平台研制中的两个关键问题——仿真实时性与一体化建模,建立了一套基于Windows操作系统的半实物仿真平台,开展了在较低成本的工业控制计算机上实现高效、实时的飞控系统半实物仿真研究。文中采取了Real Time Extension(RTX)插件扩展系统实时性的方案,既满足了仿真平台1ms精确定时的要求,又大幅降低仿真平台的成本;结合Simulink软件高效、安全的基于模型设计的解决方案,建立了扩展实时Windows系统下自动生成代码与手工代码混合编程的方法,重点解决了一体化建模方案在实时平台中的集成问题,并进行了仿真平台实时性能测试。最后完成了发射高度为海拔4800 m.初始速度为202 m/s以及不同误差组合条件下的滑翔弹半实物仿真试验,整个飞行过程中侧滑角都稳定在-3度与3度之间,满足飞控系统稳定裕度要求。

基于FPGA的虚拟异步电机系统的半实物实时仿真

提出一种基于数字化虚拟电机控制器的半实物实时仿真测试方法。利用现场可编门阵列(FPGA)建立三相异步电机及逆变器的虚拟电机系统模型,系统的仿真步长为1μs,逼近真实工况。在离线仿真环境MATLAB/Simulink中开发按转子磁链定向的矢量控制方法,实现RTW方式写入dSPACE控制器。搭建基于虚拟异步电机系统的硬件在环(HIL)实时仿真平台,并完成测试。在全实物平台上实施异步电机空载/负载工况下的矢量控制试验,通过与HIL试验结果的对比,验证了虚拟异步电机系统的有效性和准确性。

浙江大学皮星二号实时精密自主定轨算法与半实物仿真

本文研究了基于星载GPS的简化动力学实时精密自主定轨模型和算法,并将实时自主定轨软件应用于浙江大学皮星二号(ZDPS-2)在轨飞行任务中去。本文阐述了软件所采用的动力学模型、观测模型和估计算法框架,以及实现时所采取的可靠性设计方法。在此基础上,利用GRACE卫星GPS接收机在轨数据,对该自主研发的实时精密自主定轨软件进行了验证。结果表明:实时定轨位置精度在X、Y、Z三轴上的RMS(Root-Mean-Square)值分别为1.313 3 m、0.905 2 m、0.964 8 m,速度精度在X、Y、Z三轴上的RMS值分别为2.1 mm/s、1.2 mm/s、1.5 mm/s,接近国际研究水平。此外,基于皮星二号任务载荷-微型单频GPS接收机进行了半实物仿真试验。结果表明:定轨位置精度达到5 m左右,速度精度达到10 mm/s以内,与接收机自身定轨软件解算结果对比,定轨精度得到大幅提升,使其能满足一般皮纳卫星的应用需求。

考虑空载损耗的IPMSM半实物实时仿真测试

提出了一种基于数字化虚拟电机的半实物实时仿真测试方法。利用FPGA构建了考虑空载损耗的内置式永磁同步电机(IPMSM)以及基于同步状态机的逆变器的虚拟电机系统。虚拟电机系统的仿真步长为1μs,逼近真实工况。采用d SPACE作为控制器,搭建了基于IPMSM虚拟电机系统的硬件在环(HIL)实时仿真平台。在四象限运行的车用电机实物平台上进行了电机的空载、负载工况下的矢量控制试验。通过与HIL试验结果的对比,验证了虚拟永磁同步电机系统的有效性和准确性。

一种鱼雷实时控制半实物仿真系统

介绍一种鱼雷实时控制半实物仿真系统。为保证控制的实时性，系统采用双机并行工作，PC机求解鱼雷运动方程，工业控制机实现控制算法。本文详细阅述系统硬件结构、工作原理以及实时仿真软件和实时控制软件的编制。应用结果表明，该仿真系统结构合理可靠，容易编程，仿真算法完全满足实时仿真要求。

OPC实现APROS与DCS半实物仿真系统的实时通信

利用APROS软件强大的多功能仿真和DCS系统的实时控制功能,实现了利用OPC技术实现APROS仿真的现场数据与HOLLiAS DCS的控制信号间的实时通信。通过Delphi7编写OPC Client建立APROS和DCS的半实物仿真平台,既能用APROS来验证DCS的控制功能、整定控制参数、减少控制系统调试时间,又通过实物控制系统DCS输出的控制信号,强化APROS仿真的真实性。

激光制导武器半实物仿真系统的实时性实现

半实物仿真中的实时性需要多方面保证。该文对激光制导武器半实物仿真系统中与实时性相关的方面进行了探讨,采用实时仿真计算机和实时通讯网络设计系统,对WindowsNT操作系统的实时性以及通过串行口的实时控制进行了讨论。对全系统单步运行时间进行了试验和定性分析。试验结果表明,采取这些措施能较好地满足半实物仿真系统的实时性要求。

半实物仿真中的实时Linux接口技术方案

本文主要分析了半实物仿真中对于硬实时特性的要求,以及Linux环境下实时接口技术的应用,包括实时操作系统内核、实时I/O设备和实时网络,还阐述了三者在Linux下是如何支持半实物仿真的。最后给出了一个简单的仿真试验的实现作为例子,说明其可行性。

VMIC实时网络在导弹半实物仿真中的应用

实时通信技术和同步算法是半实物仿真系统的关键技术。本文针对某型导弹半实物仿真系统强实时性的设计需求,选择VMIC反射内存卡来搭建仿真系统通信网络平台。采用基于VMIC虚拟共享内存软件中间件的设计方法,提出服务器、客户机和监听机3种工作模式,完成了整个实时网络通信程序的开发,解决了实时通信和时钟同步问题。平台仿真结果表明,该半实物仿真系统具有很好的实时性,仿真周期内没有出现数据错帧和丢帧现象,保证了系统数据通信的同步,对导弹武器系统研制具有重要的应用价值。