燃气轮机半物理仿真系统及燃油调节性能研究

该文给出了燃气轮机系统的数学模型,建立了具有功能分立的半物理实时仿真平台.对Windows NT下实现实时仿真应注意的问题进行了探讨,有效地解决了模型计算的实时性以及各系统之间的数据通讯.最后还利用该仿真平台及实际燃油调节系统进行了燃气轮机动态特性的试验研究,结果与实际系统基本一致.     

进排气调压系统半物理仿真程序的设计与实现

半物理仿真是仿真领域研究的热点和难点,在研究系统性能和控制策略时非常有用;为构建一个实时性较强的进排气调压半物理仿真系统,结合高空台调压系统的特点,提出了上位机、下位机+实物部件的形式组成半物理仿真系统,在上位机开发了仿真程序,基于PLC(Programmable Logic Controller)开发了此系统的下位机程序;实现了模型计算、数据采集、上下位机数据通讯及系统参数控制等功能;仿真试验表明,该系统的上下位机程序具有很好的实时性、精确性和稳定性。     

基于微机实时网半实物仿真系统数据通讯研究

在半实物仿真系统中,仿真计算机与种类繁多的仿真设备间的实时数据通讯一直是困扰仿真工作者的难题.利用VMIC实时网卡广播中断以及高速率数据传输的特性,在VxWorks实时操作系统的软件环境下设计了从仿真机到三轴飞行模拟转台的半实物仿真实时数据传输方案.为了提高系统的实时性,减少通讯传输时延引起的滞后,采用实时广播中断技术,有效解决了仿真机与转台间时钟不同步问题,提高了半实物仿真系统的仿真实时性及仿真精度.试验结果表明改进的半实物仿真系统实时数据通讯方式满足实时通信的要求,为仿真系统的正确性提供保证.     

振动试验仿真系统中的数据通讯实现

振动试验仿真系统是一套全数字仿真系统,由三台计算机组成,形成一个Client／Sever模式的网络体系。该文在分析了振动试验仿真系统的数据通讯要求后,设计了仿真系统数据通讯方案,采用VB的Winsock控件技术实现了客户机的数据通讯编程。采用C语言设计Winsock API网络通讯程序,在MATLAB环境下编译成M函数,直接嵌入到仿真回路中,实现了MATLAB环境下的Winsock API的无缝链接,从而解决了服务器端的数据通讯问题。     

寻的制导导弹半实物仿真系统的研究

寻的制导地地弹道导弹控制系统的半实物仿真系统中包含目标模拟系统和目标探测设备,为了构成一个完整的寻的制导导弹半实物仿真系统,需要建立射频仿真试验室,这样整个仿真系统中计算机之间的数据通讯必须满足制导导弹半实物仿真系统的实时性和可靠性等要求.该文根据北京航天自动控制研究所目前半实物仿真试验系统的条件,结合寻的制导导弹控制系统的特点,详细地介绍了常规地地导弹寻的制导半实物仿真环境的组成情况,在对系统特性进行了深入研究的基础上,通过方案论证和比较,提出了一个基于SBS实时网络技术构建分布式半实物仿真试验系统的方案.     

基于以太网的分布式半实物仿真研究与实现

对于帧时间要求相对低一些(5毫秒以上)的分布式半实物仿真系统采用以太网实现,可以降低系统成本.该文描述了用以太网的两种模式TCP/IP和UDP来实现分布式半实物仿真系统的方法,包括通讯函数和控制算法,并比较了两种模式的差别,给出了遇到的其它问题的解决方法.测试表明当帧时间大于5毫秒时,系统能够满足分布式半实物实时仿真的实时性要求.     

飞行器半实物仿真系统过程控制软件设计

分布式一体化仿真系统过程控制软件是半实物仿真应用软件的重要组成部分,它是仿真过程控制计算机与各分系统之间进程控制、信息反馈和数据交互的纽带.正确规划、设计了该控制软件体系结构、控制流程并在实现过程当中解决了实时绘图、故障定位等问题,从而确保了系统运行的实时性与高效性.目前,该软件已成功运用于某飞行器的半实物仿真试验中.     

基于Vega Prime的高空飞艇视景仿真设计

针对高空飞艇在飞行控制半物理仿真实验中实时数据可视化的问题,基于虚拟仿真技术,提出了一种高空飞艇视景仿真系统设计方案。建立了高空飞艇三维模型,并使用细节层次等高级建模技术对三维模型数据库进行了优化。提出了通过反射内存网与半物理仿真系统进行实时数据传输的方式,在Vega Prime环境下完成了基于控制台的视景仿真程序开发。在硬件系统支持下,实现了高空飞艇飞行过程仿真场景的立体渲染,仿真效果能够满足半物理仿真实验数据的实时逼真显示要求。     

VMIC和xPC下的分布式实时仿真与测试系统设计

提出了一种基于反射内存网和xPC的分布式半物理实时仿真与测试系统;采用xPC建立实时环境,通过反射内存卡组成实时网络,由AD、DA、DI/O、RS422等板卡组成信号采集与处理系统,来实现控制系统的快速原型化和硬件在回路仿真与测试;详细介绍了系统的功能及分布式布局设计,测试系统设计,xPC环境下S-Function的编写、PCI总线的基本概念以及xPC环境下编写驱动的关键问题,在此基础上实现了测试系统板卡在xPC环境下的驱动开发;最终实现了半物理仿真与测试系统的集成;仿真结果表明,板卡都能稳定工作,系统通讯稳定,数据误差小,具有较强的开放性和参考性。     

一种飞艇半物理仿真系统ARINC429驱动的设计与实现

为了满足飞艇实际飞行过程对通信可靠性和实时性的需求,半物理仿真系统的飞艇模型计算机采用以PC为平台的Xpc嵌入式实时系统,飞控计算机采用以PowerPC为平台的VxWork嵌入式实时系统,通过ARINC429协议完成数据通讯;硬件上,PowerPC通过桥接芯片访问并控制PCI设备;软件上,按照Xpc系统和vxWork系统PCI设备驱动程序的编写流程,分析了xPC内存驱动框架和vxBus驱动框架关键技术点,设计了飞艇模型计算机Xpc和飞控计算机Vxwork的ARINC429通讯卡驱动程序;通过实际的应用,证实所开发的ARINC429驱动程序满足飞艇半物理仿真平台数据通讯的可靠性和实时性。     

分层实时网络结构在仿真中的应用研究

复杂的实时仿真系统中不同层次对实时性要求各不相同.依据仿真数据划分为控制信息和状态信息,提出了运用实时TCP协议进行控制信息传输和使用实时UDP协议进行状态信息传输的实时仿真局域网.针对半实物接入的需求,实现了基于反射内存网的半实物接入网络.在信息传输延迟理论指导下,对两种网络环境进行了实时性分析.结合某武器系统的分布式仿真试验,给出了分层实时网络的设计方案.     

基于QualNet的数据链仿真技术研究

为了更好地仿真分析数据链系统性能,需要选择合适的仿真软件并引入先进的仿真技术.在对比了当前常用的网络仿真软件的架构、协议与模型库以及仿真性能的基础上,分析了选择QualNet仿真软件进行数据链仿真的优势,重点研究了将联合仿真、半实物仿真以及分布式仿真技术应用于数据链仿真中的需求.通过分析得出,使用Qualnet进行数据链仿真优势突出,同时在数据链仿真中引入联合仿真,半实物仿真和分布式仿真具有很强的实用性.     

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。     

光学振动半实物仿真系统设计

给出一种光学振动半实物仿真系统的设计方法.光学振动半实物仿真系统进行了星载激光发射系统的光学振动试验.设计根据欧空局的SILEX平台振动特性滤波器传递函数;把高斯白噪声作为滤波器的输入,滤波器的输出就是模拟生成的平台振动时域信号;通过基于Matlab的Real-time Workshop,把平台振动模拟系统的滤波器模型转换成实时模拟程序.模拟程序生成的振动信号分别输出给两个摆镜,通过摆镜摆动来模拟平台振动对光束的影响.能实现对平台振动的全频谱域模拟,提高模拟的质量和可靠性.     

紧凑型船舶动力定位控制半物理仿真系统研究

根据紧凑型船舶动力定位控制研究及设计的需求,设计了对应的半物理仿真系统。该系统建立船舶运动及海洋环境计算机模型模拟器、全尺寸控制器和全尺寸操作终端,并通过基于DirectX的三维动画模拟器进行船舶三维运动效果展示。全尺寸控制器与船舶上实际使用的控制器在网络接口、信号输入/输出接口上完全一致,以便提前进行船舶动力定位控制系统半物理仿真及验证,降低了调试成本和风险,提高在水池及海洋进行实物调试的效率。该仿真验证平台考虑了船舶动力定位控制系统实际运行环境,引入了外载荷模型,提高了仿真验证的可信度。文中给出了仿真实例,验证了系统的有效性。     

运载火箭控制系统通用仿真软件设计平台

仿真软件作为运载火箭控制系统半实物仿真系统的关键组成部分,对其质量和正确性有着极高的要求。由于各种原因,以前的仿真软件没有统一的格式,维护起来相当困难,设计手段采用人工输入,效率低且容易出错,因此迫切需要寻求一种通用、快捷并能减少人为错误的仿真软件设计方法。在总结运载火箭仿真技术和运载火箭控制系统仿真软件特点的基础上,提出了一种适用于半实物仿真软件的“运载火箭控制系统通用仿真软件设计平台”;并介绍了这个平台的实现的功能以及研制该仿真平台的关键技术,对运载火箭控制系统半实物仿真软件的规范化、通用化、工程化设计起到了良好的促进作用。     

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。     

基于半实物仿真的抄表系统自动化测试平台设计

随着智能电网的普及,低压集中抄表系统已成为主流的电力计量方式,针对目前自动测试平台和待测抄表系统耦合性高、测试平台适应面窄、抄表系统功能升级后兼容性差的问题,利用了半实物仿真的思路,最终开发了一种基于嵌入式控制软件的通用化、自动化测试平台;平台将硬件待测单元与测试平台分离,通过统一的工装协议与客户端软件对接,在保留真实抄表环境下的传输时延和电磁干扰的同时,降低各模块之间的耦合性;通过引入模块化的脚本测试技术,实现测试数据和预期数据的回归对比,扩大了测试用例的覆盖面,提高了测试效率和准确度;另外,平台创新性的使用了组合基本测试块生成新测试脚本的方式,避免了相同测试功能的重复开发,缩短了抄表系统功能升级后,测试平台的开发周期,提高测试平台的普适性;测试结果表明：在同等条件下,对比人工测试,自动化测试平台的准确度提升40%,测试效率提升75%。     

基于混杂系统理论的制造系统仿真

根据制造系统连续事件与离散事件并存的特点,提出一种制造系统半实物仿真方法,设计连续事件和离散事件并存时仿真系统的时间推进机制。在Arena环境中实现对离散事件系统的建模,在Labview环境中实现特定连续变量事件的半实物仿真。设计并实现离散事件系统与连续事件的接口连接。仿真实验结果表明,该系统能较好地反映出整个制造系统的混杂特性,为混杂制造系统的仿真提供一种新的思路。     

基于dSPACE/MATLAB/Simulink平台的实时仿真技术研究

本文以某飞行器侧向通道稳定控制系统为例,基于dSPACE标准组件和MATLAB/Simulink软件环境,建立了控制系统的半实物仿真平台并进行了半实物仿真。结果表明这种基于dSPACE的仿真系统具有构建便捷、高效和精度高等优点,尤其适用于数字控制系统。