一种无人机通信测控网络仿真平台设计*

介绍了无人机(UAV)通信测控网络的概念模型,对其中无人机无线链路的性能进行了分析,研究了网络的路由选择算法,加密认证算法,并依据此模型提出了使用局域网的分布式系统设计方案,完成了网络级的仿真平台的实现。平台使用情况表明该系统在灵活性、可扩展性以及仿真部件的重用性等方面有着较好的表现。     

基于HLA的MANET网络仿真与应用研究

无人机通信网络研究建立仿真平台,针对当前网络仿真器在研究MANET无线通信网络协议中,在交互性、协议移植和大规模网络仿真等方面的不足,提出了基于HLA的MANET仿真系统方案,研究了仿真系统实现的关键技术.针对无人机通信网络仿真的要求,对无人机成员、基站成员、仿真控制台成员进行设计和实现,开发了基于HLA的无人机通信网络仿真系统.在系统中,对基于最小ID的分簇算法和基于簇的路由协议进行了仿真验证.结果表明,采用基于HLA的MANET网络仿真方案,可以利用HLA在互操作、分布式和可重用等构建复杂仿真系统方面的优势,满足各种应用场景的MANET网络仿真的需求,加快MANET网络路由协议的开发应用过程.     

一种无人机通信测控网络仿真平台设计

介绍了无人机（UAV）通信测控网络的概念模型，对其中无人机无线链路的性能进行了分析．研究了网络的路由选择算法，加密认证算法，并依据此模型提出了使用局域网的分布式系统设计方案，完成了网络级的仿真平台的实现。平台使用情况表明该系统在灵活性、可扩展性以及仿真部件的重用性等方面有着较好的表现。     

一种基于总线的可重用验证平台研究

提出了一种基于总线的可重用验证平台结构。该结构在传统的模块化和抽象技术的基础上,采用了层次化的片上总线结构,同时引入了参数化的设计方法,使可重用性进一步提高。实验结果表明,使用此方法构建的验证平台,可重用率至少可达60%,验证效率提高约35%。     

基于AeroSim的先进无人机仿真平台的设计与实现

在无人机飞行仿真研究方面,存在所建立的模型具有专用性强及可重用性差等问题,文中介绍了一种基于AeroSim模块集所开发的无人机全数字仿真平台,使用了MATLAB/Simulink作为仿真软件的开发环境;在综合考虑了各类影响飞行性能的因素后,根据飞行器建模的通用方法,构建了无人机的全量非线性方程;以模块化的思想进行了仿真子系统的建立,描述了各模块间的关联及功能;在控制律的验证方面,设计了一种非线性动态逆控制器;仿真结果表明,该平台直观性强,所设计的控制器能够保证无人机姿态稳定,并准确地跟踪预定航线,具有较好的模拟效果。     

运载火箭六自由度仿真平台搭建与应用

研究运载火箭六自由度仿真系统设计问题,在传统火箭六自由度仿真平台设计中常以特定任务为导向,造成仿真系统碎片化严重,扩展重用性不足.同时,数值仿真与视景仿真的交互中存在实时驱动的问题.针对上述问题,采用面向对象的模块化设计方法,建立了运载火箭六自由度仿真模型,给出了三层结构的通用仿真框架.设计了仿真消息管理器,较好地解决了数值仿真与视景仿真的集成并保证了系统的实时性.仿真结果验证了模型建立的准确性以及仿真平台的可靠性和稳定性.仿真结果对于运载火箭设计和性能评估系统的建立有着良好的借鉴意义.     

IP可重用的AMBA AXI总线验证平台设计与实现

总线结构和互联是SoC设计的核心,因此基于总线的验证成为SoC功能验证的重点和难点.针对AMBA AXI总线的特点以及验证平台可重用性的要求,提出了一种基于IP可重用的,层次化的AMBA AXI总线协议的验证架构,并给出了该架构下激励生成、自检测及覆盖率分析机制.实验结果表明,该架构适用于各种基于AXI总线结构的IP和SoC的验证,能达到较理想的覆盖率,并且具有很好的收敛性.     

基于模型驱动的HLA建模仿真研究

HLA作为现有分布交互仿真的标准,其系统实现受限于特定的仿真支撑平台,互操作性和可重用性没有得到有效地应用.而OGM提出了模型驱动体系结构(MDA),核心思想是将系统的行为逻辑模型与特定的目标平台分离,可以重用于现有的或将来可能推出的不同的软件平台.关注MDA的特点,针对基于HLA的仿真系统开发存在的有关问题,设计了基于MDA的仿真组件模型和联邦成员组件模型,并提出了基于MDA的建模仿真基本过程.     

一种基于可重用激励发生机制的SoC验证平台

在系统芯片的设计中,传统的激励发生机制耗费人工多且难以重用,严重影响了仿真验证的效率。针对此问题,构建了一种基于可重用激励发生机制的虚拟SoC验证平台。该平台利用可重用的激励发生模块调用端口激励文件,仿真时将端口激励文件转换成对应于验证电路端口的时序信号。通过对通用同步/异步串行接收/发送器、中断及定时器等功能模块的验证,证明了激励发生机制具有较强的可观察性、可控制性及可重用性。验证结果分析表明,在验证不同的功能点时仅需修改固件及端口激励文件,使验证平台在重用时减少代码修改量,提高了灵活性和验证效率,缩短了系统芯片的验证时间。     

无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制

对无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台的功能模块进行划分和描述,构建仿真系统的框架。在VxWorks环境下建立无人机故障注入与故障诊断半物理实时仿真平台。利用该平台可以进行飞行控制、故障注入与故障诊断等不同的仿真任务,同时各模块相对独立,有较好的移植性和工程应用性,系统测试结果表明了该平台设计的合理性,为无人机故障注入与故障诊断通用仿真平台设计提供了有益参考。     

基于VxWorks的无人机半物理仿真研究

为满足无人机飞控/导航控制律参数调节的需要,提出了新的基于MATLAB/Simulink/RTW和嵌入式实时操作系统VxWorks的无人机半物理仿真方法。建立无人机仿真模型,给出了仿真模型配置的关键技术。该系统的硬件平台采用PC/104总线的体系结构,利用RTW接口下载飞机数学模型到VxWorks操作系统。仿真结果表明,系统具有良好的性能和稳定性。     

小型无人机实时仿真系统研究

该文介绍了一种面向小型无人机实时仿真系统的设计与实现。系统的硬件平台采用PC／104总线的体系结构。利用RTKemel实时核开发基于DOS的实时多任务应用程序。文中就系统结构、飞机模型、系统测试、仿真算法、实时多任务应用程序编写进行了详细的论述。该系统已成功应用在某小型无人机仿真中。     

基于HLA的转发式数据链仿真平台架构

为构建具有良好扩展性和灵活性的数据链仿真平台,提出基于高层体系结构的转发式数据链仿真架构,实现数据链应用层仿真和数据链传输层仿真的分离。定量分析该架构在HLA时间管理服务下对接收顺序和时间戳交互数据的传输影响,验证了该架构的可行性和合理性。建立的仿真平台原型表明,该架构能支持数据链应用需求的快速变化,提高核心模块的重用性和平台的扩展性。     

机载机电系统综合管理总线控制技术研究

采用基于windows实时扩展模块RTX和155313双冗余总线，设计了新一代机载机电设备综合管理分布式仿真平台系统结构。保证了系统的实时性和容错性，改变了原有系统“散、乱、杂”的局面。该文着重分析了1553B总线系统传输模式，提出了各终端模式软件设计所需考虑的问题，采用模块化软件设计思想设计了1553B总线传输系统软件，在试验结果基础上分析了总线特性。结果表明，在数据量一定的情况下，BC初始化帧频率的选取对总线负载的影响较大，频率越小，总线负载轻。不会出现总线堵塞现象；帧频率高数据传输速度快，延时小，总线负载重。系统软件采用模块化设计，具有可扩展性和一定程度的开放性。     

基于消息总线的C3I系统软件体系结构研究

针对军用指挥自动化软件缺乏顶层设计、各种软件系统相互独立、综合集成难度大、不利于软件管理和维护等问题，提出一种以消息总线为核心的C^3I系统软件体系结构，并给出了消息总线和基于消息总线的应用软件设计方法，可以满足多兵种合成的C^3I系统软件的综合集成。该体系结构和实现方法已经在军队重点型号中得到应用。     

基于多虚空间多重映射技术的并行操作系统

高性能计算机系统的可扩展性是系统设计的一大难题,NUMA(non-uniformmemoryarchitecture)结构正是为了解决共享存储体系的可扩展性问题而提出来的.研究和实践表明,整机系统的可扩展性与操作系统的结构有着密切的关系.典型的多处理机操作系统通常采用两种结构,基于共享的单一核心结构以及基于消息的多核心结构.通过分析得出结论认为,这两种结构都不能很好地适应可扩展并行机尤其是NUMA结构并行机的需求.针对存在的问题,提出了新的结构设计思想:多虚空间多重映射与主动消息相结合.测试和运行结果显示,该结构成功地解决了系统的可扩展问题.     

基于CPCI总线的认知无线电系统设计

为构建一个紧凑、灵活的CPCI系统,基于认知无线电平台,可采用CPCI工控机+双DSP+FPGA的硬件体系架构实现;为克服传统PCI总线使用PCI9054芯片的小规模,低资源,扩展能力差等特点,该系统采用PCI6152芯片来扩展工控机与DSP之间的PCI总线,它具有稳定性高,丰富的物理资源,扩展能力强,通用性强等特点,在未来通信应用中会更加广泛。     

基于模型的虚实结合的仿真试验技术

针对大型无人机系统复杂度高、多学科耦合强以及传统研发模式下的装备研发周期和成本快速增长的特点,为满足在地面半物理试验验证中最大程度降低迭代周期和成本的需求,设计了一种基于模型的虚实结合的地面半物理仿真试验技术。通过开展多源异构模型分布式集成技术研究,解决了跨专业飞机系统仿真模型联合仿真的难题。将仿真模型用于地面半物理试验,实现了试验环境中机载总线、仿真总线和射频网络的三网并行,进而实现机载设备和仿真模型信息交互,设计了一套针对虚实结合试验的自动化测试体系,提升了试验验证效率。通过建立一套完整的虚实结合试验的验证架构,提升了大型无人机鉴定能力,有效提升了航空武器装备研发质量、效率和水平,具有重大军事意义和社会意义。     

基于1553B总线的飞控软件测试仿真平台设计

针对导弹飞控软件测试系统中更高可靠性、灵活性和实用性的要求,设计了一种基于1553B总线的导弹飞控软件测试仿真平台,介绍其系统组成及上位机软件的设计和实现。对高可靠性和灵活性的飞控软件测试仿真平台进行了研究,从软硬件方面予以分析,给出一个详细的设计方案：测试平台与飞控计算机采用1553B总线通讯的同时,利用VS2010设计上位机测试软件和S-function函数进行子模块封装,并通过Higale仿真界面进行实时的通信控制与显示,可以在保证通信可靠性的基础上对飞控软件的测试结果进行判断与分析。仿真测试结果表明,该飞控软件测试仿真平台方案可以实现对某型导弹飞行控制软件的通信与测试,并且具有高可靠性和可扩展性。     

VPX总线标准研究及其在无人机中的应用展望

军用无人机以其低成本高效能、体积小隐身性能强、零伤亡等优势,被广泛应用于作战的各个阶段;但随着军事职能的拓展,传统无人机已无法满足在超恶劣战场环境下,完成多任务、分布式数据处理和大容量数据传输的要求,迫切需要一种新的、基于高性能传输总线的、支持多任务处理的无人机设备;VPX标准作为VME标准的升级版本,在国外无人机领域已有所应用;作为新一代军用加固总线产品,它满足串行、千兆高速数据率,支持PowerPC架构且扩展灵活,以其搭建无人机系统,完全可以满足现在乃至未来的需求;通过对无人机未来发展趋势及相关技术驱动因素分析,详细介绍了VPX及其后续OPENVPX标准,将其与之前版本总线进行比较,认为其在无人机系统各领域具有广泛的应用前景,最后给出一种基于VPX总线的无人机系统模型。