基于数据分发服务的联合仿真试验平台代理技术研究

发布时间：2020-09-05 07:46

　　 随着军用仿真技术的不断发展,单件武器系统的仿真,已经难以胜任武器装备仿真的发展需求。集成分布于不同地域的仿真系统用于进行联合仿真试验,已经得到越来越普遍的应用。本文主要从联合仿真试验平台的通信环境支撑以及“总控+代理”的仿真管理控制技术两个方面,讨论了构建联合仿真试验平台的关键技术。首先,论文分析了联合仿真试验平台的体系结构和通信需求,讨论了平台构建过程中,解决系统集成的耦合性问题和复杂数据流问题的主要技术,分析了数据分发服务中间件DDS相对于其他技术的优势,提出以DDS网络中间件作为联合仿真试验平台的通信支撑,介绍了其通信模型和通信过程建立的方法,并给出其数据模型配置工具的一种设计实现。接着,论文从仿真管理控制的角度,提出一种“总控+代理”的系统集成模式,分析了其中代理部分的工作原理,给出了代理的功能设计、类结构和工作流程,并以联合仿真试验平台中武器仿真系统的代理的设计为例,给出了代理的具体实现。最后,本文选取了联合仿真试验平台中的武器仿真系统和制导控制系统与总控一起来构建一个简单的原型系统,进行了联合仿真试验,来对基于DDS中间件的代理的设计实现方法进行验证。通过对仿真试验的结果分析,认为本文所研究的代理技术对构建联合仿真试验平台具有基本的可行性。
【学位单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：E919;TP391.9
【部分图文】：

图 1.1 联合仿真试验平台接入靶场的仿真资源联合仿真试验平台利用局域网和广域网来完成分散于异地的各仿真系统的交互，通信保证是信息交互的前提，因此，通信问题是联合仿真试验平台中核心的问题。联合仿真试验平台在通信方面，针对不同的仿真子系统，有不通信实时性的需求，而将合适的数据在合适的时间分发给合适的终端是实时分发系统的设计原则之一，其中合适的时间是指数据的实时分发，合适的数合适的终端是指通信数据的按需分发[2]。2003 年，对象管理组织(Objanagement Group, OMG) 为服务工业发展的需要，提出数据分发服务 (Distribution Service, DDS)规范[5]，并在 2004 年完成了第一版。DDS 是一套以数中心的实时数据分发规范，通信模型采用发布/订阅模式，最重要的是 DDS 拥套丰富多样服务质量(Quality of Service, QoS)策略，采用 DDS 作为联合仿真试台的通信支撑，有利于实现数据的实时、按需分发。本文正是立足于以上实际，针对建设联合仿真试验平台的实际需求，研究数据分发服务的联合仿真试验平台的代理的关键技术。本文讨论在“总控+代理仿真管理与控制结构下采用 DDS 作为网络中间件时，如何方便地在总控端配

图 2.1 联合仿真试验平台体系结构联合仿真试验平台主要由三部分组成，分别是管理控制系统，公共支撑互联代理系统。下面分别对这三部分进行介绍。1. 管理控制系统管理控制系统是整个联合仿真试验平台的中心，用于对联合仿真试验的控制，由总控分系统、采集记录分系统和时统分系统组成。总控分系统用于对联合仿真试验的任务管理和过程控制，具备的功能如下◆试验任务管理功能。试验任务管理部分主要负责制定仿真试验方案，境模型，以及加载武器模型等；◆试验过程控制功能。试验过程控制部分主要用于启动、停止、暂停、真任务，监控各节点工作状态，以及显示子系统状态和仿真过程曲线或图形◆试验结果评估功能。试验过程控制部分主要用于对仿真试验的结果进在线分析评估和事后离线分析评估。采集记录分系统主要负责仿真试验过程中对各种试验数据的采集和记录提供试验数据预处理功能，将预处理后的数据传输到试验数据库存储。

图 2.4 DDS 数据模型工具界面第一部分是一个 Qt 的 QTreeWidget 树控件，在工具界面的左侧，是数据模型的显示界面，用于以树形结构显示数据模型主体要素的逻辑关系。在树控件根节点以下，有四个次级节点，分别是域参与者集（DomainParticipantSet）、主题集（TopicSet）、数据类型集（DataTypeSet）和基本类型集（BasicTypeSet）。这种“根节点+四个次级节点”结构是数据模型的基础结构，无法被删除。考虑到在建立 DDS 通信过程时，域参与者创建发布者和订阅者，因此可以用树中的父节点和子节点来描述域参与者与发布者和订阅者的这种关系；同理，发布者在树中的显示是数据写入者的父节点，订阅者是数据读取者的父节点。不过，虽然域参与者负责注册数据类型和创建主题，但是由于同一主题往往为多个域参与者所共有，一个数据类型也可能被多个主题所拥有，因此在树形结构中，将主题和数据类型单独列出来，以使界面显示清晰以及便于对主题或者数据类型的修改。域参与者集主要包括按照前述关系排列的域参与者、发布者、订阅者、数据写入者和数据读取者，主题集包括所有主题，数据类型集包括所有数据类型的定义，基本类型集用于为数据类型定义时提供 DDS 支持的计算机语言数据类型选择，

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张贤莉;翟正军;冯萍;;靶场仿真中分布式异构网关技术研究[J];计算机测量与控制;2011年09期

2 冯国良;谷青范;;基于DDS的实时中间件的研究与设计[J];航空电子技术;2011年03期

3 彭春光;刘晓铖;张柯;邱晓刚;;分布仿真实验方案的形式化描述[J];系统仿真学报;2011年05期

4 权莉;高杨;;探索基于DDS模型的数据分发中间件[J];微型机与应用;2011年05期

5 龚建兴;黄健;郝建国;黄柯棣;;基于HLA的异构仿真系统的快速集成方法综述[J];系统仿真学报;2009年20期

6 吴红;曹星平;杨峰;王维平;;分布式仿真实验管理系统体系结构[J];计算机工程;2009年13期

7 黄姝娟;杜承烈;尤涛;;中间件技术实时性能的比较[J];计算机工程;2009年11期

8 陈彬;张柯;刘晓铖;邱晓刚;黄柯棣;;分布仿真实验管理系统网络中间件的研究与实现[J];系统仿真学报;2008年24期

9 徐忠富;王国玉;张玉竹;原瑞政;;TENA的现状和展望[J];系统仿真学报;2008年23期

10 冯润明,王国玉,黄柯棣;TENA及其与HLA的比较[J];系统工程与电子技术;2005年02期

相关硕士学位论文 前3条

1 许霄;武器装备综合仿真试验环境关键技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

2 朱诗源;基于HLA的工程级仿真系统框架关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 张鹏;分布式仿真试验管理关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

本文编号：2812751