HLA在深空探测仿真系统中的应用

摘要

深空探测是高投入、高风险的高科技研究活动，仿真研究是降低风险和成本的有效手段之一。目前探测器向自主技术发展是一个大的趋势，而探测器的自主系统非常复杂，对该系统进行全数学仿真，单靠一台计算机很难实现，必须依靠多个仿真系统进行联合协同仿真，因此，建立分布式仿真系统成为解决此问题的一个有效手段。根据探测器自主系统特点，本文将高层体系结构（HLA，HighLeverArchitecture）应用于深空探测自主技术仿真中，将仿真任务分布到各个网络节点计算机上，实现了分布式的深空探测自主技术的仿真系统。
　　本文首先论述了目前分布交互仿真(DIS，DistributedInteractiveSimulation)和HLA的发展和应用状况，在此基础上，研究了HLA基本理论和相关技术，HLA充分解决了分布式仿真中互操作性和可扩展性问题，满足了复杂大系统的仿真需要。
　　针对深空探测自主技术仿真的需要，对涉及HLA的关键技术进行了深入研究。本文的主要研究内容如下：
　　应用面向对象的程序设计方法，开发了HLA联邦成员框架程序。使得仿真对象的建模与HLA的RTI仿真支撑分离开，加快了仿真系统的开发效率。
　　为完成项目“深空探测自主技术与仿真演示系统”，开发了基于HLA深空探测仿真系统中的HLA平台。包括联邦成员的功能模型设计。
　　本文针对上述这些问题的解决，结合应用实例，讨论了深空探测仿真系统对象模型模板的建立。讨论了深空探测自主技术的仿真系统的开发过程及系统的运行过程。

目录

HLA在深空探测仿真系统中的应用

HLA Application for simulation system of deep space exploration

摘要

Abstract

绪论

课题来源

研究目的及意义

国内外研究现状

国外发展状况

国内发展状况

本文的主要工作

基于HLA的分布式仿真技术

HLA的组成

规则

接口规范

对象模型模板

联邦成员开发及运行过程

联邦成员的开发

联邦成员程序流程

联邦成员运行过程

本章小结

HLA联邦成员框架设计

实际HLA联邦成员的代码分析

联邦成员系统的构成

联邦成员系统框架

联邦成员软件框架类的设计

联邦成员类

基本对象类和属性类

生成模版文件格式

本章小结

深空探测自主技术仿真系统设计与实现

系统简介

联邦成员简介

仿真控制联邦成员

自主管理联邦成员

动力学子系统

系统开发过程

联邦对象模型设计

联邦成员接口功能实现

仿真过程控制

仿真控制实现

仿真运行过程

本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢