基于RTX的飞控快速控制原型仿真系统设计

介绍某型导弹飞控系统快速控制原型的半实物仿真系统,该系统可使飞控的软件设计和硬件设计能同步进行。首先介绍了飞控快速控制原型的原理,在此基础上详述其半实物仿真系统的硬件组成及仿真的基本原理。为了满足仿真系统高实时性需求,仿真系统使用Windows实时扩展子系统RTX进行软件设计,并详细论述了RTX下的实时仿真软件设计。经实际运行测试表明,该仿真系统工作稳定可靠,满足飞控快速控制原型仿真的高实时性要求。     

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。     

导弹飞控系统快速控制原型开发及半实物仿真系统方案研究

介绍了一种飞控系统快速控制原型软硬件设计方案,该方案兼顾了数学仿真和半实物仿真两大功能;通过RT-LAB软件和通用硬件平台(工控机和数据采集板卡等)实现了将基于Matlab/Simulink开发的制导律和控制律数字仿真模型直接加载到快速控制原型机上实时运行,参与半实物仿真试验,使算法在飞控计算机工程样机硬件实现之前就可以达到比较完善的程度;并为飞控软件的设计、改进以及参数的优化提供了试验依据;实际应用表明,该快速控制原型和半实物仿真系统具有很好的实时性和可靠性,同时具有良好的通用性和扩展性。     

广播内存网在实时半实物仿真系统中的实现

针对实时半实物仿真系统对实时性要求高的特点,提出一种利用广播内存网技术构建实时半实物仿真系统的方法.详细地阐述了广播内存网的工作原理、技术特点和连接方式,设计了一套基于虚拟共享内存中间件技术的实时半实物仿真基础平台软件.以该基础平台软件为核心,对整个实时半实物仿真系统进行了详尽的功能及性能测试,测试结果表明该系统传输延迟及抖动小,传输可靠性高,可以满足实时半实物仿真系统对实时性和可靠性的要求.     

一种航电系统接口软件的架构设计

在机载雷达系统研制过程中多采用半实物仿真验证雷达功能,通常由航电系统在半实物仿真平台与雷达系统之间完成数据的传输交互.为了适用于不同型号的雷达系统,在半实物仿真平台与航电系统之间需要一个接口适配环节.基于上述需求设计了一种航电系统接口软件,通过采用层次化和模块化的开发模式和接口配置、协议配置、流程配置等方法,实现了半实物仿真平台与航电系统之间的接口适配.同时该软件具有数据的收发和存储等功能,并确保数据传输的实时性和正确性.     

实时仿真设备驱动程序开发技术研究

传统仿真、设计方法不能很好地结合在一起,降低了工作效率。基于XPC的实时物理仿真平台完成系统的设计、仿真比用传统方法方便快捷很多,但支持的实时仿真设备很少,很难采购,使用受到很大限制。利用一种新的实时物理仿真设备的驱动开发技术快速开发了PCL-816H数据采集卡的驱动程序,通过滤波算法有效地降低了采样噪声,提高采样精度,实时性强,占用资源少,最大限度地挖掘了系统的性能,达到设计要求。成功应用于某型号无人机的半实物仿真试验,大大加快了该型号无人机的研发进程,节省了研发费用。     

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Windows NT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。     

基于组合式仪器平台和Simulink的半实物仿真系统研究

由于商业半实物仿真平台往往需要配合专用硬件使用,通用性较差、价格高昂,且国内半实物仿真平台较少,难以满足半实物仿真技术的学习教学需求。因此,本文设计实现了一种基于组合式仪器平台和Simulink的半实物仿真系统,通过分析RTW代码生成过程,实现Simulink模型的实时性扩展。并通过编写脚本文件,自动生成可在组合式仪器平台上运行的半实物仿真应用。实例运行表明,该半实物仿真平台具有较高的自动化程度和通用性。     

飞行控制软件的实时性测试

飞行控制软件是典型的实时嵌入式软件,必须满足时间约束条件。因此,对飞行控制软件的实时性进行测试很有必要。本文中飞行控制软件采用Host-Target测试模式,进行半实物仿真实验。在选取实时性度量指标的基础上,制定合适的测试用例生成策略,手动生成测试用例,利用插桩方法,对飞控软件进行实时性测试,并进行了仿真实验。实验结果表明该方法可以有效地解决飞控软件的实时性测试问题。     

制导武器半实物仿真的可视化系统设计

可视化系统是某制导武器半实物仿真系统的重要组成部分,对制导武器的研制与评估具有重要意义.针对半实物仿真实时产生数据的特点,分析了组成该系统的各功能模块,提出了利用多线程技术和基于TCP/IP网络的双机仿真结构来实现数据驱动的设计方法,这两种设计方法将解决半实物仿真实时性要求与数据可视化系统占用计算机资源之间的矛盾,节省系统资源.在Windows平台下以MFC和OpenGL实现了该制导武器的二维飞行参数变化曲线显示和的三维视景显示,其中详细介绍了两种数据驱动方式的实现方法,及三维视景显示的实现技术.该可视化系统具有图像逼真,信息准确,实时性好的特点,已成功应用于某制导武器的半实物仿真.     

分布式并行仿真系统中的数据通信性能研究

该文针对半物理仿真平台中的分布式并行计算机系统,进行了不同计算机之间的数据通讯性能研究。结果表明利用普通的商用计算机,采用提高仿真程序优先级的策略,可以实现仿真程序的实时运算;采用网络交换机可以避免数据通讯中的阻塞和冲突,有效地解决了分布式计算机系统之间的网络通讯,可以实现燃气轮机系统的半物理实时仿真,这将为实时仿真提供通用的仿真平台,从而节约计算资源。     

导弹半实物仿真中定时及数据同步问题研究

定时的精确性和数据同步是半实物仿真的关键技术;采用RTX实时扩展系统下的高精度定时器实现精确定时,分析了时钟同步和数据通信中存在的主要问题并对其实现方法进行了研究,给出了数据同步的详细算法和流程图;仿真结果表明,该半实物仿真系统定时精确,仿真周期内没有出现数据错帧和丢帧现象,保证了系统数据通讯的同步,对导弹武器系统研制具有重要的应用价值。     

基于ACUTROL 3000控制器的转台远程控制系统在半实物仿真系统中的开发应用

转台是导弹半实物仿真系统中最为关键的设备之一,针对基于ACTROL 3000运动控制器转台的工作特性,重点研究并解决其在半实物仿真系统中的应用技术,开发基于RTX实时环境下的通用化的转台远程控制系统,在半实物仿真系统中得到成功应用。     

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。     

通用分布式仿真I/O体系结构设计及其应用

分析了几种典型仿真I/O体系结构的优缺点,设计并实现了一种软硬件可伸缩的分布式 仿真二级I/O体系结构,该结构不仅直接支持了共享的时分多路通道存取型数字设备(如7段数码管 显示器),将硬联逻辑复杂度从O(n)降低到O(logn)的水平,而且具有实时性、可伸缩性、容错性、可 维护性和通用性等良好特征,较好地满足了半实物仿真系统的需要。     

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。     

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.     

基于Matlab/xPC Target的实时仿真系统研究

利用Matlab RTW和xPC Target提供的实时仿真功能,可以完成某些实物在回路中的仿真。采用该种方式与传统方式相比,具有系统组建方便,成本低,开发周期短等特点。主要讨论了其实现方式和开发流程,并将其应用到弹载计算机仿真评估系统的设计中。     

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。