基于HLA半实物仿真系统的设计与实现

摘要

在工程领域中,建模与仿真是辅助系统设计、开发和测试的一个重要手段,随着各种系统的日趋复杂和分工的日益细化,传统的集中式系统仿真已不能满足要求,所以对适于工程领域的分布式建模与仿真平台及相关技术的研究是十分必要的。本课题将HLA(High Level Architecture,高层体系结构)与系统建模仿真工具Matlab/Simulink结合,针对如何将各种复杂系统的Simulink模型改造为符合HLA标准的联邦成员并参与HLA分布式仿真的问题,研究了基于Simulink的HLA联邦成员开发技术。首先讨论了Matlab与HLA结合应用的各种方式及实践意义,总结提出并分析了Matlab/Simulink与HLA集成的方案。然后,通过对RTW( Real Time Workshop )生成的Simulink模型中间代码进行分析,并与一般联邦成员程序的运行时间框架进行比较,对生成的中间代码进行了HLA接口扩展,实现了Simulink模型的代码改造。最后为了满足半实物仿真系统对系统实时性的要求实现了联邦桥接机制改进了系统的实时性。在组建Simulink模型仿真联邦方面,研究了联邦对象模型的开发方法及联邦执行时邦员的各种时间管理第略,针对Simulink模型运行的特点,按仿真准备、仿真循环和仿真结束三个阶段分析了模型邦员间的交互关系。在外部模式下运行Simulink模型仿真联邦,通过Simulink的框图界面对邦员间的交互数据进行实时监控。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的背景及研究目的

1.2 与课题相关的国内外研究综述

1.3 本论文的主要工作内容

第2章 与本课题相关的技术

2.1 半实物仿真与快速原形设计技术

2.1.1 半实物仿真系统的组成

2.1.2 仿真的实时工具RTW

2.1.3 模型代码的生成及其加运行

2.2 高层体系结构HLA技术

2.3 Matlab与HLA集成技术

2.4 系统实时性能改进技术

2.5 本章小结

第3章 基于HLA半实物仿真系统设计

3.1 系统需求分析

3.1.1 功能需求分析

3.2 系统总体功能结构设计

3.3 邦员改造程序设计

3.3.1 邦员程序的生成

3.3.2 HLA接口代码的设计

3.3.3 调用RTI服务模块的设计

3.4 系统实时性改进模块设计

3.5 本章小结

第4章 基于HLA半实物仿真系统实现

4.1 系统实现

4.1.1 仿真模型实现

4.1.2 邦员自动转化模块实现

4.2 系统运行界面

4.3 系统应用效果验证

4.3.1 自动生成VC++中间代码

4.3.2 系统的验证

4.3.3 成功加入HLA验证

4.3.4 系统实时性能改进技术验证

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

个人简历