基于HLA的仿真程序设计研究

在分布式交互仿真中,高层体系结构HLA以其灵活性、开放性和突出的互操作和重用性成为当今的分布式交互仿真的标准IEEE1516。研究基于HLA的程序设计方法对于开发分布式交互仿真系统具有重要意义。本文从HLA的对象模型模板(OMT)和接口规范实现的运行支撑环境(RTI)所提供的6种服务入手,结合相应设计实例,给出了设计的步骤和一般方法。     

基于XMSF 的预警探测仿真系统

针对高层体系结构(HLA)在不同厂商运行支撑环境(RTI)之间交互问题,以及下一代分布式仿真标准可扩展建模与仿真架构(XMSF),提出了一种基于XMSF的预警探测仿真系统。首先,介绍了XMSF 及其对HLA 的扩展;然后,分析了预警探测仿真系统的功能需求,并设计了该系统的功能框架图;最后,分析了仿真模型、基于数据分发服务(DDS)的运行框架、桥接代理、基于Web 服务的扩展等关键技术。     

基于HLA潜艇作战系统训练模拟器的时间管理研究

时间管理服务是高层体系结构（HLA）接口规范中所描述的六大服务之一,运行支撑系统（RTI）是HLA服务接口规范的具体实现,时间管理服务就是通过RTI,按照HLA接口规范管理各类消息的发送和接收,并协调联邦中各个联邦成员的时间推进,以保证仿真系统逻辑的正确性。结合一个具体仿真系统,从基于HLA仿真运用的角度分析了时间管理机制,可为开发类似的分布式仿真系统人员提供参考。     

超短波电台传播特性仿真系统

根据确定性传播模型,在地理信息系统的基础上,实现了一种基于HLA技术的超短波通信仿真系统。仿真系统包括超短波(VHF)收/发电台、电波传播算法模型、仿真控制等模块,各节点通过RTI(运行支撑环境)构成了一个分布式仿真结构,可实现超短波通信系统的点对点通信、点对面通信、多套电台组网通信的性能仿真。并给出了在某典型场景中超短波电台语音传输质量、数据传输质量的仿真结果,同时给出了在不同位置布设电台的传播损耗分布。     

HLA在半实物仿真系统中的应用研究

半实物仿真是分布式仿真领域的一个关键组成部分,它最鲜明的特点就是要求具有实时性。然而HLA虽然在顶层设计时预留了仿真接口,但目前的HLA系统在实时仿真的成效却达不到半实物仿真的需求,因此提高HLA系统的实时性是分布式仿真系统需要解决的一个关键技术。首先,介绍了HLA定义、对象模型模板、运行支撑系统接口RTI,阐述了HLA互操作性和重用性应用于半实物仿真系统中的重要作用;然后,提出了HLA应用于半实物仿真系统内部和半实物仿真与其它仿真互联系统时,从不同层面提高仿真系统实时性的方式;最后,给出了使用HLA工具对某半实物仿真系统进行搭建的方法。     

结合CORBA与HLA的分布式仿真

为了进一步增强HLA分布式仿真的可重用、互操作等特性,促进仿真模型的标准化,引入CORBA规范进行研究。分析HLA和CORBA的基本特征,并进行全面的比较,结合两者的优势,研究3种开发模式:应用CORBA实现HLA的RTI,以增强RTI的互操作和通用性;应用CORBA的组件化模型开发HLA的联邦成员,以提高HLA联邦成员内部模型的可重用性;将HLA的RTI对象实例化为CORBA对象,以弥补HLA不支持实时系统,不能跨平台、语言的缺陷。最后,应用第二种模式,设计实现了一个雷达电子战分布式仿真系统,给出了具体开发过程与运行结果,验证了该开发模式的可行性与有效性。     

结合CORBA与HLA的分布式仿真

为了进一步增强HLA分布式仿真的可重用、互操作等特性,促进仿真模型的标准化,引入CORBA规范进行研究.分析HLA和CORBA的基本特征,并进行全面的比较,结合两者的优势,研究3种开发模式:应用CORBA实现HLA的RTI,以增强RTI的互操作和通用性;应用CORBA的组件化模型开发HLA的联邦成员,以提高HLA联邦成员内部模型的可重用性;将HLA的RTI对象实例化为CORBA对象,以弥补HLA不支持实时系统,不能跨平台、语言的缺陷.最后,应用第二种模式,设计实现了一个雷达电子战分布式仿真系统,给出了具体开发过程与运行结果,验证了该开发模式的可行性与有效性.     

仿真系统和实装系统集成设计及应用

为了满足仿真系统和实装系统的集成需求,提出以基于高级体系结构（High level architec-ture,HLA）的运行支撑环境（Release to the internet,RTI）仿真代理系统作桥接,实现系统间互连互通和协同工作的系统集成方案,针对不同系统间信息交互机制不同及时间管理策略不同的问题,仿真代理系统设计实现了联邦代理、通信代理、数据转换、同步代理四大功能模块,给出了应用实例,并对系统扩展性和通用性进行了初步探讨。     

高层体系结构系统属性延迟测试

属性延迟是影响高层体系结构(HLA)仿真系统应用性、可行性的关键因素。由于运行支撑环境(RTI)属性延迟测试点寻找困难,并且不能很好反映整个 HLA系统性能,提出了一种 HLA系统属性延迟的测试方案;阐述了符合仿真系统实际要求的时间管理设置;针对 tick 函数对仿真中运行效率的影响,采用了改进的仿真流程;通过具体仿真测试,结果表明该方法简单可行。     

HLA时间管理中的死锁问题研究

研究高层体系结构中的死锁问题对于正确理解HLA标准中的时间推进机制、设计运行支撑平台RTI软件中的时间推进服务、以及开发基于逻辑时间的HLA/RTI仿真应用等都具有重要的意义.论文从零前瞻值、时间推进服务、时间管理算法以及死锁的解除等方面对分布式仿真中的死锁问题进行了多方面的研究,探讨了死锁发生时系统所具有的一系列现象,论证了发生死锁和不可能发生死锁时的各类情形.论文揭示了一个带有相当普遍性的原理,即"水平面原理".该原理表明:当死锁发生时,所有程序都无法向前推进而处于相对静止状态,犹如平静的水面一样.在HLA/RTI仿真中表现为处于死锁状态的所有程序具有相同最大可用逻辑时间,此时所有程序均无法继续向前推进.     

船舶操纵控制嵌入式训练系统设计与实现

嵌入式仿真训练系统将模拟训练与实装训练相结合,利用仿真技术,将模拟训练功能嵌入到真实武器平台中,利用真实武器系统进行高逼真度的训练,是改善训练模式,提高训练效能的有效途径。介绍嵌入式训练系统的原理及当前发展现状;对船舶操纵控制系统模块进行分析,提出了系统改造的总体方案,并就嵌入式训练系统与实际操作之间的安全切换、嵌入式训练系统建模技术、仿真评估及故障仿真等关键技术进行研究。通过嵌入式训练功能加装,可以提高装备训练能力,降低训练成本,并为新研制装备的嵌入式模拟训练系统提供理论支持,具有非常重要的意义。     

基于HLA的装备保障全要素集成模拟训练系统设计

为提高装备保障训练效果,从装备保障全要素集成训练需求出发,设计了装备保障全要素集成模拟训练系统功能层次结构,设立了三种训练模式,合理区分了训练层次。基于HLA设计了模拟训练系统的体系结构,并提出了系统软件设计总体方案。最后系统阐述了装备保障全要素模拟集成训练系统的工作流程。该模拟训练系统可为装备装备保障全要素集成训练提供训练平台支撑。     

某型机载电子吊舱维护训练系统设计

针对某型机载电子吊舱维护训练成本高、组织难、周期长等问题,设计实现了一种基于半实物仿真的维护训练系统,该系统不仅在外观、连接和操作上与实装一致,同时在内部设计了信号仿真、故障设置、状态采集电路,通过采用通用I/O模块及RS 485总线主从方式构建远程测控体系,实现对电子装备工作状态的仿真。在此基础上设计内外场维护训练平台,能仿真内外场通电测试中对吊舱的操作控制,可灵活设置故障并真实再现故障现象,实现了对该型吊舱一二线技术保障训练的全过程仿真。实际应用表明,采用该系统实施吊舱维护训练能有效节约训练成本,降低训练风险,提高训练效果。     

一种异型接口以太网的设计与实现

依托SimuWorks仿真支撑平台软件,选用可编程自动控制器PAC（Programmable Auto-mation Controller）和工控机I/O板卡两种硬件接口器件,提出了同一以太网络内异型接口系统的设计与实现方法并给出应用实例。采用该方法研制的设备经实际应用表明,运行稳定可靠,可以满足各类仿真训练系统要求。     

基于Unity的无人机三维视景系统设计与实现

当前无人机显示系统主流多为二维显示,缺乏兼顾仿真训练使用和实际飞行使用的实时、逼真的三维态势显示软件,为实现无人机飞行过程中的实时位置、姿态信息、航线信息、飞行轨迹三维显示,满足无人机飞行过程的多视角三维显示,开发基于Unity三维引擎、计算机虚拟仿真技术的无人机三维视景系统,融以逼真的仿真模型,兼容虚、实相结合的应用模式,最大程度地贴近实际操作,提供真实的无人机飞行三维显示。该系统可以帮助用户提高无人机训练保障水平,优化现场指挥调度模式,营造逼真的虚拟环境,提升训练和观摩效果。     

基于HLA的C~3I全要素模拟训练系统设计

针对体系作战条件下,情报、武器平台以及地形、气象和电磁环境等因素对C3I系统的影响,利用基于高层体系结构(High Level Architecture,HLA)的分布交互仿真标准,设计了以各级指挥中心的指控、通信装备训练为核心的C3I全要素模拟训练系统。详细描述了系统组成和功能,提出了系统体系结构和运行流程。系统在指控、通信专业军官和士兵的模拟训练中取得了较好效果。     

一种防空模拟训练系统设计

针对防空部队实装演练实施的难度,设计了模拟训练系统。阐述了系统功能与构成,分别给出了甲方、乙方和导调等3个分系统的职能、构成、工作流程和实现方法,绘制了相应的框图。重点分析了导弹模拟器的结构及工作原理、环境与信号模拟的要求、训练想定与过程管控的思路等。以此为基础开发的防空模拟训练系统,通过空情模拟、实际操作、仿真发射和操作评估,可使操作人员熟悉装备使用方法和应用流程,提高信息化条件下的运用能力。     

雷达模拟训练系统A显数据模拟算法

在雷达日常操作训练中,模拟训练系统可以较好解决实装设备使用受限的问题。雷达回波 A 显数据模拟可以降低模拟训练系统成本并提高系统灵活性。本文提出一种模拟算法从 A 显呈现效果的逼真性、实时性与互操作性出发,将 A 显信息按距离分为五部分,分别结合雷达波束、海杂波统计数据、目标回波和系统增益等模型,根据信号幅度特征对雷达回波进行模拟。此外模拟算法可实时响应雷达操作指令,根据雷达不同工作状态实时更新 A 显数据。实验结果接近真实回波效果,满足一定的操作训练要求。     

基于HLA与Virtools的高炮驾驶系统仿真平台设计

针对武器系统模拟训练平台开发中,开发人员工作量大,开发周期长,开发系统效果不理想等问题,提出了基于3D/VR开发平台（Virtools）与分布交互仿真高层体系结构（HLA）相结合的设计方法。在给出高炮驾驶系统一个设计体系结构之后,针对该仿真平台设计中有关RTI BB模块的开发、运动控制仿真、视景显示、模型的物理化及碰撞检测这4个关键技术进行了深入探究。最后基于此方法设计了某自行高炮驾驶系统的仿真平台。     

陆航合同战术训练仿真系统设计与应用

提出了一套陆航指挥合同战术训练仿真系统构架,可支持陆军师旅级指挥所和陆航团指挥员、参谋进行合同战术训练,并可接入陆航直升机模拟器训练飞行员操作能力。通过典型作战样式描述,展示了该训练系统的应用流程。