武器装备联合仿真试验关键技术研究

发布时间：2020-08-05 22:06

【摘要】：联合仿真试验(Joint SimulationExperiment)强调包含真实的(Live)、虚拟的(Virtual)以及构造的(Constructive)仿真试验资源的整合,通过构建类似未来战场的联合仿真试验环境,实现“仗如何打,装备如何试”的目标,旨在满足“像打仗一样试验”的体系化武器装备试验发展的要求,从而求解单装、单系统性能与体系效能的关系,保证武器装备在未来战场上发挥预期效用。面向多武器装备系统的联合仿真试验是指通过集成并利用各种可用的数据、模型、仿真系统,以及计算机软、硬件等资源,建立公共的、分布的联合仿真试验环境,实现真实仿真、虚拟仿真和构造仿真的无缝连接,完成不同类型、不同地理位置仿真系统的互联互通,以及试验资源的互操作和试验数据的共享,从而服务于信息化条件下武器装备的论证、研制、鉴定与评估。联合仿真试验属于典型的工程级与交战级的联合仿真,也是面向武器装备体系的LVC一体化综合仿真,其分布、异构、实时约束等特点决定了它需要一套支持互操作的体系结构解决方案。本文主要从联合仿真试验平台体系结构设计、联合仿真试验综合管理与控制技术两大方面(包括仿真资源管理、仿真试验过程管理控制以及试验数据采集)进行了研究和实践。首先,论文从面向武器装备体系的联合仿真试验技术研究出发对联合仿真试验平台的体系结构进行了研究和设计,提出了由应用服务层、运行支撑层、仿真代理层和物理实体层构成的四层仿真体系结构,接着详细阐明了各个功能层的设计和构成。最后归纳、总结了LVC仿真集成相关技术和方法,并提出了“中间件+代理”的一体化集成方案。接着,按照仿真试验进行的先后顺序提出了综合管理控制框架,并分别就仿真资源管理、仿真试验过程管理控制以及试验数据采集技术进行了深入研究与设计,并给出了相应的解决方案。最后,论文以某基地联合仿真试验平台的研制为背景,并就单一代理、单一子系统和总控台之间的互联互通为例,研究了以上理论、方法和关键技术的应用,设计、构建并实现了联合仿真试验平台的原型系统。平台原型系统的运行效果初步证实了本文所研究的相关技术方法的可行性。
【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】：2017
【分类号】：TJ06;TP391.9
【图文】：

集成方法,中间件,仿真系统

否则会极大增加系统之间数据交换量。CTIASimulationHLAFederateTENAApplicationDISSimulation图 2.5 多技术体系集成的体系结构图综上所述，无论是针对单一技术体系的集成方法还是针对多技术体系的集成方法，都可以归结为以某种中间件（如 HLA RTI、TENA 中间件等）为底层信息传输设施的不同类型仿真系统的集成，但是这些不同类型的仿真系统之间无法直接进行识别和交互，因此需要对各类型的仿真系统进行“封装”，使其能够进行高层次的互操作，其实质就是在各类仿真系统和底层信息传输设施之间加上信息交换桥梁即“代理”，如图 2.6 所示。

概念模型

大量的配置参数使得开发者能够完成对系统内每条信息的控制。S 规范把用于创建分布式应用的底层通信模型与应用编程接口 AP，从而实现对 API 的标准化。这两个层次分别为以数据为中心的发S（Data-Centric Publish/Subscribe）和数据本地重构层 DLRL（Datruction Layer），如图 3.5 所示。ApplicationDLRLDCPSDLRL are only localTopics-need to beshared图 3.5 发布/订购模型PS 层引入了一个抽象的全局数据空间，并通过以下实体：域（Do者（Domain Participant）、主题（Topic）、发布者（Publisher）、criber）、数据写入者（Data Writer）以及数据读取者（Data Read发布/订购功能，如图 3.6 所示[48,49]。

数据流图,仿真试验,过程数据,数据对象

图 3.11 仿真试验过程数据类型定义好数据对象的类型之后，就需要按照 DDS 通信建立过程的步骤通信所需的各个实体，在创建实体的过程中必须要保证域参与者个域，即 domain_id 要保持相同。由于仿真控制命令由总控发出再由控制节点解析后注入参试子系统，因此在联合仿真试验过作为数据发布者发布控制命令，而控制节点将作为数据订阅者真控制命令数据流图如图 3.12 所示。仿真用户试验过程管理与监控仿真过程控制命令报文各子系统代理软图 3.12 仿真试验过程控制数据流图联合仿真试验平台采用 DDS 中间件作为底层通信设施，因此总

【参考文献】