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空空导弹控制系统的HLA仿真研究

作　者: 曾愿晓
导　师: 马建伟
学　校: 河南科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 高层体系结构分布式仿真空空导弹控制系统 Simulink
分类号: TJ765
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

空空导弹研制涉及到空气动力学、材料、结构、导航制导与控制等多个仿真平台和专业领域,高层体系结构HLA(high level architecture)是新一代的分布式协同仿真结构,其分布式的结构使其能够充分利用局域网的计算机资源,使得各专业各领域的仿真都能够通过该平台进行交互。HLA技术实现了模型的重用和扩展,本文采用HLA技术实现空空导弹控制系统的HLA协同仿真,为导弹仿真系统整体设计与优化提供理论依据和技术支持。首先针对多学科、跨平台的HLA/RTI分布式仿真方法进行研究,研究该平台运行支撑环境中的联盟管理、声明管理、对象管理等机理。以组件的重用和可扩展为目标,分析构建分布式设计的优化协调技术与方法。然后以空空导弹、飞机为仿真对象,分析了导弹攻击空中目标仿真系统的功能,建立了空空导弹的HLA分布式仿真系统结构。分析研究了已有Simulink模型和HLA集成的方案,在空空导弹控制系统各功能模块需求和能力分析的基础上,为实现已有控制系统模型的重用和扩展,利用代码扩展法实现了控制系统的HLA转换;适配器方法的运用则实现了各联盟成员之间的数据交互。重点阐述了在VC++开发环境下,将Matlab/Simulink开发的空空导弹控制系统代码进行扩展的过程,以及通过MATLAB引擎实现控制器盟员和受控对象盟员的设计。通过HLA仿真验证系统的研究,使基于Matlab/Simulink开发的控制系统算法应用于分布式协同仿真中,与具有HLA接口的仿真模型进行交互。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景及其研究意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-12
  1.3 研究目标和研究内容  12-13
    1.3.1 研究目标  12
    1.3.2 研究内容  12-13
  1.4 论文章节安排  13-14
第2章 HLA/RTI 系统环境  14-30
  2.1 高层体系结构HLA  14-17
    2.1.1 HLA 仿真系统的层次结构  14-15
    2.1.2 HLA 协议规范  15-16
    2.1.3 联盟对象模型FOM 和仿真对象模型SOM  16-17
  2.2 运行时间支撑结构RTI  17-20
    2.2.1 RTI 的主要作用  17-18
    2.2.2 RTI 的组成  18-19
    2.2.3 RTI 的通信方式  19-20
  2.3 基于HLA/RTI 的仿真系统开发  20-27
    2.3.1 使用BH-RTI 进行Simulator 仿真程序开发配置  20-22
    2.3.2 使用BH-RTI 进行Simulator 仿真程序的开发  22-27
  2.4 本章小结  27-30
第3章 HLA 空空导弹仿真系统框架  30-38
  3.1 分布式交互仿真技术的发展  30-31
    3.1.1 分布式交互仿真概念及特点  30
    3.1.2 分布式交互仿真发展  30-31
  3.2 分布式协同仿真需要解决的问题  31-32
  3.3 空空导弹系统仿真  32-37
    3.3.1 基于HLA 导弹仿真系统框架  32-33
    3.3.2 系统联盟成员的设计  33
    3.3.3 联盟对象模型FOM 和仿真对象模型SOM 设计  33-34
    3.3.4 仿真系统程序实现  34-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章空空导弹自动驾驶仪的 HLA 仿真设计  38-45
  4.1 空空导弹自动驾驶仪的作用和组成结构  38-39
    4.1.1 空空导弹自动驾驶仪控制系统的作用  38
    4.1.2 空空导弹自动驾驶仪的组成结构  38-39
  4.2 空空导弹自动驾驶仪神经网络控制系统  39-40
    4.2.1 神经网络技术在导弹自动驾驶仪控制系统中的应用  39-40
    4.2.2 神经网络自动驾驶仪控制系统结构  40
  4.3 导弹自动驾驶仪神经网络控制的HLA 仿真  40-44
    4.3.1 空空导弹控制系统仿真概述  41
    4.3.2 空空导弹自动驾驶仪控制系统模型  41
    4.3.3 神经网络自动驾驶仪控制系统的HLA 改造方案  41-44
  4.4 本章小结  44-45
第5章系统验证  45-55
  5.1 系统描述  45
  5.2 仿真情节设计  45-46
  5.3 空空导弹控制系统C++代码的HLA 实现  46-50
    5.3.1 自动驾驶仪的RTW 代码转换  46-48
    5.3.2 改造autopilot 模型代码到仿真盟员autopilot 的HLA 的仿真程序中  48-49
    5.3.3 仿真验证  49-50
  5.4 空空导弹控制系统适配器的HLA 实现  50-53
    5.4.1 仿真盟员设计  50-51
    5.4.2 仿真运行环境和开发工具  51
    5.4.3 MATLAB 引擎控制的实现  51-52
    5.4.4 基于适配器的autopilot 联盟运行机制  52
    5.4.5 仿真结果  52-53
  5.5 ADAMAS 和ANSYS 仿真模型的HLA 改造  53-54
  5.6 本章小结  54-55
第6章结论与展望  55-57
  6.1 研究总结  55-56
  6.2 研究展望  56-57
参考文献  57-60
缩略语词汇表  60-61
致谢  61-62
攻读硕士学位期间的研究成果  62

空空导弹控制系统的HLA仿真研究

内容摘要

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