基于HLA的潜艇航行训练模拟器研究

发布时间：2017-06-08 05:08

  本文关键词：基于HLA的潜艇航行训练模拟器研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文结合海军型号项目某型潜艇航行训练模拟器的型号改进任务，以模拟器为研究对象，并对高层体系结构(HLA)的相关技术进行研究。 在对系统的体系结构、数据总线结构、与外部设备交互的信息流结构、系统模型结构、系统软件结构切实掌握的基础上，作者提出了基于HLA的潜艇航行训练模拟器系统方案，并设计了原型系统。然后通过对潜艇运动模型的简化推导分析，建立了潜艇空间操纵运动的标准模型，并进一步对此模型进行合理简化，得到了多种实用的简化模型。 充分考虑了艇员实际训练和模拟海战的特点和要求，采用了面向对象、网络、建模、多任务协调、分布式总线、多媒体定时等多方面技术，并进行适当处理(如几何变换、光照处理、材质处理、雾化处理和纹理映射反走样)，实现了潜艇模拟器视景系统。最后，根据基于HLA的潜艇航行训练模拟器原型系统设计实现了高层体系结构软件VRSE-RTI。 围绕层次化体系结构RTI的开发，设计实现了其六大功能，即联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理和数据分发管理，，并给出相应的实现序列图，重点介绍了时间管理和数据分发管理。 文中还结合电子海图系统首次提出了利用海图数据库动态生成海底地形的思想。并结合HLA的有关要求，尝试利用Multigen重新建模，然后利用Vega所提供的Marine模块进行三维海底漫游，这些还有待于今后进一步的工作。
【关键词】：HLA 模拟器 数学建模 虚拟环境 VRSE-RTI
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U666.158
【目录】：

• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景、目的和意义9
• 1.2 虚拟现实技术9-11
• 1.3 潜艇航行训练模拟器的研究进展11-12
• 1.4 高层体系结构(HLA)12-16
• 1.5 论文的主要工作和章节安排16-18
• 第2章 潜艇航行训练模拟器总体设计18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 系统物理体系结构设计18-21
• 2.3 系统主要功能设计21-22
• 2.4 系统仿真模型设计22-23
• 2.5 系统软件设计23-25
• 2.6 本章小结25-27
• 第3章 潜艇运动建模与仿真27-44
• 3.1 引言27
• 3.2 潜艇空间六自由度运动建模27-33
• 3.2.1 潜艇空间运动一般方程27-29
• 3.2.2 潜艇六自由度空间运动方程29-31
• 3.2.3 潜艇空间操纵运动标准模型31-33
• 3.3 平面操纵运动模型33-36
• 3.4 模型的简化和仿真36-41
• 3.4.1 省略轴向方程的仿真模型36-38
• 3.4.2 动系原点与重心重合的仿真模型38-39
• 3.4.3 静力均衡的仿真模型39-41
• 3.5 潜艇空间运动数学模型的仿真41-43
• 3.5.1 潜艇对方向舵的响应41-42
• 3.5.2 潜艇对操首尾升降舵时的响应42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 潜艇哰拟环境研究44-62
• 4.1 引言44
• 4.2 虚拟环境视景系统44-46
• 4.2.1 模拟器视景仿真结构44-45
• 4.2.2 视景系统的软件设计45-46
• 4.3 三维场景仿真46-58
• 4.3.1 图形设备初始化46-47
• 4.3.2 三维场景建模47-49
• 4.3.3 潜艇运动的几何变换49-51
• 4.3.4 灯光效果和材质效果模拟51-54
• 4.3.5 雾化模型54-56
• 4.3.6 海床的纹理映射56-57
• 4.3.7 三维场景仿真流程57-58
• 4.4 二维仪表仿真及人机界面设计58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 潜艇HLA／RTI的体系结构设计62-75
• 5.1 仿真体系结构62-65
• 5.1.1 DIS体系结构简述62-63
• 5.1.2 ALSP体系结构简述63-64
• 5.1.3 HLA体系结构64-65
• 5.2 RTI的几种典型体系结构与实现65-68
• 5.2.1 集中式RTI体系结构66
• 5.2.2 分布式RTI体系结构66-67
• 5.2.3 层次化RTI体系结构67-68
• 5.3 潜艇航行训练模拟器原型系统68-69
• 5.4 VRSE-RTI——一个层次化体系结构的RTI69-74
• 5.4.1 接口规范1.3与HLA联邦69-70
• 5.4.2 VRSE-RTI的层次化体系结构70-73
• 5.4.3 VRSE-RTI的层次化配置73-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第6章 VRSE-RTI的软件实现75-95
• 6.1 引言75
• 6.2 联邦管理服务75-76
• 6.3 声明管理服务76-77
• 6.4 对象管理服务77-79
• 6.5 所有权管理服务79-83
• 6.6 时间管理服务83-86
• 6.7 数据分布管理服务86-93
• 6.7.1 HLA／DDM的基本概念和原理86-89
• 6.7.2 数据分布管理策略89-90
• 6.7.3 一种层次化DDM数据过滤算法及其应用举例90-93
• 6.8 RTI支撑性服务93
• 6.9 运行RTI所需的数据93-94
• 6.10 本章小结94-95
• 结论95-96
• 参考文献96-100
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果100-101
• 致谢101-102
• 附录A102-108

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 王云龙;潜艇抗沉智能决策系统的设计与仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 赵占领;基于专家系统的潜艇自主抗沉技术研究与仿真[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 印明明;基于HLA的直升机吊放声纳搜潜仿真系统[D];西北工业大学;2007年

4 梁艳楠;水下机器人视景仿真与高层体系结构HLA研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

5 李锋;HFS技术及其在航行训练系统中应用的可行性研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

6 张云雷;虚拟集控台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2008年

7 张晶;潜艇运动建模及简化技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

8 王翠云;虚拟仿真操纵台设计及人机交互评估的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

  本文关键词：基于HLA的潜艇航行训练模拟器研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：431450