通用飞机类模型生成系统研究与实现

发布时间：2020-06-04 22:40

【摘要】：飞机模型是作战仿真系统模型体系的重要组成部分。然而,现代战机种类众多、功能组成十分复杂,现有的飞机模型要么由建模人员针对具体应用需求从零开始独立开发,不仅工作量大,而且往往与应用绑定,重用性差;要么在工具中通过参数化配置生成,所生成的模型往往与工具平台绑定,且模型的功能受限,修改升级困难,难以满足不断发展的应用需求。因此,开展通用飞机类模型生成技术的研究,通过参数配置和模型组装快速生成飞机模型,对于提高飞机模型的开发效率和可重用性,适应军事仿真不断发展的应用需求等具有十分重要的理论意义和实用价值。论文针对飞机模型快速建模和模型重用的需求,在深入分析已有飞机模型建模理论与技术的基础上,围绕通用飞机类模型生成系统总体结构,飞机平台模型参数化建模技术,机载设备模型自动组装技术等关键问题展开研究,主要工作及创新点包括:(1)现有的飞机模型建模工具一般通过继承模型基类实现飞机模型建模,但当增加新的功能或组合关系发生改变时,仍然需要编写大量代码,难以实现不同型号飞机模型的快速生成。为此,在深入研究通用飞机模型需求及组成结构的基础上,提出了一种基于参数化建模和自动组装的通用飞机类模型生成系统总体结构。该结构由飞机平台模型模板、机载设备模型、参数配置界面和模型生成器组成,模型生成器可根据配置界面生成的配置文件自动实现飞机平台模型的参数配置和机载设备模型的组装,从而有效解决了飞机类模型的通用和重用问题。(2)通用飞机类模型的关键是平台模型的通用。为此,针对不同飞机平台工作原理相似性的特点,提出了一种基于模型模板的飞机平台模型参数化建模技术:首先将不同飞机平台中各功能模块的不同特征属性提取出来作为需要配置的参数,构建平台功能模型通用算法,并建立功能模型模板,然后采用参数配置方式基于功能模型模板快速生成不同型号的飞机平台模型,从而为飞机平台模型的快速建模提供了有效的支撑。(3)由于接口不规范,现有的飞机模型一般仅能组装仿真系统提供的有限机载设备模型,无法实现新增机载设备模型的自动组装。为此,提出了机载设备模型接口规范及基于配置文件的机载设备模型自动组装技术。该技术通过解析组装配置文件,自动实例化相应机载设备模型并进行组装;然后依据标准化机载设备模型接口规范,自动将机载设备模型接口加载到飞机平台模型中,从而有效解决了各类新/旧机载设备模型的自动组装问题。基于上述研究成果,设计并实现了一个通用飞机类模型生成系统。综合测试表明该系统能够根据用户填写的参数信息生成配置文件,然后依据配置文件生成相应型号的飞机模型,且所生成的飞机模型接口遵循RUM可重用模型开发规范,具有很好的可重用性,满足军事仿真对飞机模型快速生成的应用需求。
【图文】：

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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文量的人力和物力经过一百多年的发展，如今用于实战的飞机就有战斗机预警机轰炸机攻击机反潜机电子战飞机空中加油机运输机等十几个种类飞机的功能组成及搭载的电子系统也纷繁复杂，如导航系统无线电通信系统机载雷达自动飞行控制系统综合显示系统电子战系统敌我识别系统等[10] 为了执行不同作战任务，打击海陆空天等各种战场目标，现代飞机还会配备航空炮空空导弹空地导弹鱼雷炸弹核弹等多种武器图 1.1 显示了某型飞机电子及武器系统构成示意图

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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文通信组件（Communication Manager）等构成[29] 图 2.1 显示了 JWARS 中的飞能组成结构这种结构主要显示了战役级联合作战层次的飞机模型，，模型层高，不能满足战术级飞机建模仿真的需要而且，这种结构下只能采用面向方式建模，工作量较大
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：E91

【参考文献】