基于DDS的伺服弹性试验系统多节点通信技术研究

发布时间：2020-05-11 10:51

【摘要】：伺服弹性试验是飞机试飞前必须进行的试验。本文根据伺服弹性试验的原理,分析了仿真试验的必要性。在搭建分布式伺服弹性试验仿真系统过程中,重点解决了分布式系统节点之间的网络通信问题,主要研究内容如下:研究伺服弹性试验的试验原理。根据试验原理介绍分布式试验系统结构,对仿真试验系统的节点做了分析。对比几种常见的网络通信模型,采用基于发布订阅的数据分发服务(DDS)提供给应用层一个发布订阅的通信关系。降低了通信节点之间的耦合性,提高了系统本身的可扩展性。研究分布式系统发布订阅网络通信。对数据分发服务相关理论进行研究,包括传输层机制和通信可靠性等方面。设计仿真试验系统的虚拟总线模块。提供给应用层节点统一的数据接口。为了对各个数据流进行监控和分析,在虚拟总线数据包进行时间记录。对多源数据接收处理的方式进行了分析,介绍了权重和分区两种处理方式,采用域内分区的方式在同一个数据主题下实现分区发布订阅,使系统结构稳定简单地从闭环仿真到开环试验,最后再切换到闭环。针对系统节点处理数据机制的不同,设计了各个节点的发送时序,以及数据时序流监控模块。对数据分发服务的应用不足进行了分析。研究分布式系统节点间的时钟同步。对用到的同步消息机制进行了介绍,为了避免时钟校正的时候频繁对节点本地时钟进行修改,采用了推进计时机制的虚拟时钟模型。在脱离硬件时钟的条件下对PTP时钟同步模型进行了改进并实现,将同步过程划分为零点对时和周期性校时。在保证精度的同时,降低了同步的消耗。采用OMNET++仿真工具对搭建仿真环境,对算法进行仿真,并将同步性能进行对比。将时钟模型部署到多节点物理环境中,对同步的精度进行实际测试。本设计在搭建伺服弹性试验分布式仿真系统过程中,对分布式系统的网络通信问题进行了研究。根据试验系统的具体要求进行了工程应用型设计,提高了系统网络通信的灵活性。对分布式系统时钟同步机制进行了设计,满足试验系统对同步精度的要求。
【图文】：

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作动器（Actuator）机身（Airframe）传感器（Sensor）飞控计算机（FLCC）舵面偏转信号图 2-3 伺服弹性试验原理了使试验数据更加全面和合理，在进行伺服弹性试验时，需要针对飞机可多种不同状态设计不同的试验构型，主要包括[43]起飞着陆状态和空中飞图 2-4 为飞机在进行试验时机体的支撑状态[44]。

消息,策略,数据源,数据接收

Count、SerializedData, and ParameterList 等等。图 3-9 RTPS 消息抓包分析对 RTPS 协议数据包进行抓包分析。图 3-9 中显示该数据包中包含了Timestamp 和 SerializedData 两种类型的子消息。3.2 试验系统的多源数据选择解决方案当一个数据接收者可能会接收多个数据源的数据时，，这些数据源里面可能很多数据都是冗余的，也就是数据接收者可能只需要一个主要的数据源发送的数据，针对这个现实需求，RTI DDS 提供了 Ownership 策略来解决这个问题。3.2.1 Ownership 策略Ownership 是一种 QoS 策略，用于指定 DR 是否接收由多个 DW 发送的主题实例的数据。Ownership 配置主要提供了两个策略: Shared：当所有权设置为共享，并且主题的多个 DW 发布同一个实例的值时，所有的更新都被交付给订阅 DR。因此，实际上没有 Instance Owner
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V216

【参考文献】