基于分布式环境下的鱼雷模拟器仿真软件开发

基于分布式环境下的鱼雷模拟器仿真软件开发

段培贤[1]2001年在《基于分布式环境下的鱼雷模拟器仿真软件开发》文中研究说明计算机仿真技术作为一种科研手段,已被广泛应用于系统的分析、研究和设计过程中。随着仿真技术的不断发展和各个应用领域的需求,系统仿真正以日新月异的面貌呈现在世人面前。系统仿真也已成为军事作战系统研制、管理不可缺少的手段。随着计算机网络技术的发展和作战环境下群体作战的需要,产生了分布交互仿真技术,仿真系统结构也由集中式系统向分布式系统不断演化。 论文首先介绍了国内外分布交互仿真技术的发展动态以及鱼雷模拟器研制的目的、意义;然后提出了在分布交互仿真环境下鱼雷模拟器仿真软件开发的基本理论并解决了时钟同步、信息交换标准和坐标转换等关键技术;完成了鱼雷模拟器内外接口关系和仿真系统的结构,并给出了鱼雷节点程序的模块化、标准化,举例对传输数据标准进行了说明;完成了系统软件开发文档的编制;最后完成了应用程序的界面设计和完善了模拟器的功能,在系统效能仿真中,鱼雷首次采用了双平面运动的模拟仿真,鱼雷的运动弹道采用雷上叁通道控制,该模拟器已在某型鱼雷的使用研究中得到应用。 武器系统分布交互仿真是一项涉及多学科、多专业的研究课题,在理论分析、数学建模和软件设计上都有相当大的难度。本文在分布式仿真环境下开发的鱼雷模拟器,既可满足信息流仿真,也可满足效能仿真,因此其研究成果对于系统仿真技术具有重要的应用价值。

李皓[2]2003年在《基于HLA的鱼雷武器系统分布交互仿真研究》文中研究表明先进的系统仿真技术研究是目前国防武器装备发展和建设中的一项关键技术,建立新型鱼雷武器仿真环境,将为鱼雷武器研制和作战对抗性能综合评估提供重要手段。本论文跟踪了国际上系统仿真技术最新发展,采用先进的仿真理论和计算机应用技术,研究了鱼雷武器仿真系统的一体化设计、软件包研制及多武器平台的分布交互仿真系统实现等一系列关键技术。其主要研究成果与创新点为: 一、采用统一建模语言UML对鱼雷武器系统进行面向对象分析,建立了以鱼雷作战弹道为中心的由鱼雷、载体、目标和对抗器材各实体及其分系统构成的仿真体系结构。 二、采用软件工程化的设计思想,并结合我国水下武器作战论证、设计、试验叁个部门和单位的应用要求,完成了鱼雷武器系统需求分析、设计规格说明、及软件测试等各阶段报告的编写。 叁、提出了一种鱼雷武器系统可视化一体化仿真环境(集成通用鱼雷模拟器IGTS)的设计方法。该软件通过鱼雷武器系统主要模型的规范化设计,人机界面的标准化、可视化设计,实现了鱼雷武器系统的仿真建模、仿真实验和仿真结果统计的一体化和自动化。通过随机误差设置和统计次数选择,IGTS能自动给出鱼雷武器系统各项作战性能指标如命中概率等统计结果。 四、通过解决TCP/IP协议下的网络通讯程序开发、数据包的设计、各节点模型分配、时空一致性等技术问题,完成了基于DIS的以鱼雷、自航式诱饵等复杂动力学模型为特点的鱼雷武器分布交互仿真系统。 五、建立了以VR-Link为开发工具、基于DIS协议的鱼雷武器分布交互仿真系统。重点解决了VR-Link开发工具与Windows消息机制的不相融问题,并应用VR-Link的时间管理、坐标转换功能实现了仿真系统的时空一致性。西北工业大学博士学位论文六、首次研制出基于HLA标准的由鱼雷、载体、目标、对抗器材及叁维视景 等联邦成员组成的鱼雷武器分布交互仿真系统。在该系统的设计与实现 过程中,以MAK RTn .3.3和VR一Link3.6.1为开发环境,依照联邦开发 执行过程FEDEP开发出鱼雷武器分布交互仿真系统的概念模型;建立 了FOM/SOM模型并生成FED文件;解决了与叁维视景联邦成员的接口技 术问题,从而实现了实体状态的实时的、逼真的显示;采用独立时间推 进实现了联邦的同步仿真;对系统产生的时延特性进行了测试,分析了 鱼雷武器分布交互仿真中的时延误差问题。七、已将上述研究成果推广应用到军用仿真领域相关研究单位委托合作的 叁个项目以及长江叁峡五级船闸运行控制系统仿真演示中,解决了应用 程序接口的匹配性以及程序的可扩展性等一系列推广应用中的关键技 术,取得了良好的社会效益与经济效益,得到用户的一致好评。

马裕民[3]2005年在《水下对抗分布交互仿真系统的设计与实现》文中指出论文跟踪国际上分布交互仿真技术的最新发展,结合“水下战对抗仿真系统”项目研究,完成了基于高层体系结构(High Level Architecture,HLA)的水下对抗仿真系统应用体系结构设计,并就系统设计与实现过程中的关键技术进行了深入的研究。构建了包含11个联邦成员的水下多武器平台攻防对抗仿真环境,并基于该环境开展了多种对抗样式的仿真应用研究。论文主要研究成果和创新点如下: 一、综合分析了国内外水下对抗分布交互仿真的发展状况,完成了水下对抗仿真系统体系结构的设计。采用面向对象技术分析了作战实体对象的静态结构及交互关系,给出了标准化、通用的服务于各种水下对抗仿真应用的参考联邦对象模型。解决了系统时空一致性、联邦同步、数据采集与分析、统计仿真功能实现等技术问题。 二、建立了基于软件复用技术的水下对抗仿真联邦成员软件应用框架,给出了软件框架的设计思路和实现方法。该框架有效地解决了时间管理策略制定及公布/定购声明的自动化、RTI与仿真应用之间接口的一致性等技术问题。 叁、首次采用pRTI2.0工具构建了基于HLA的水下对抗仿真系统,并实现了该网络环境下的统计仿真功能。 四、对所建成的水下战仿真综合环境开展了应用研究,分析了系统的性能及仿真运行效果。通过改进硬件配置和优化软件设计,使系统网上数据更新周期由100ms减小到30ms,提高了仿真精确性。构建出潜—舰、舰—潜和潜—潜等对抗样式的联邦应用。 本文所完成的水下对抗分布交互仿真系统具有开放性、可扩展性及可重构性,较好地解决了不同仿真应用之间的集成问题。上述成果已成功地应用于水下武器系统的性能论证及设计研究中,具有较高的国防应用价值和推广前景。

参考文献:

[1]. 基于分布式环境下的鱼雷模拟器仿真软件开发[D]. 段培贤. 西北工业大学. 2001

[2]. 基于HLA的鱼雷武器系统分布交互仿真研究[D]. 李皓. 西北工业大学. 2003

[3]. 水下对抗分布交互仿真系统的设计与实现[D]. 马裕民. 西北工业大学. 2005

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