基于复杂系统仿真的体系结构设计与实现

摘要

随着计算机仿真技术的发展，各种仿真系统应用领域也更为广阔，如：军事、航空、航天、汽车制造等领域，其重要性已广为人知。对于一个仿真系统来说最重要部分之一就是系统的体系结构设计，系统的体系结构优良直接关系到系统互操作性、可重用性、稳定性等，所以仿真系统的体系结构设计研究就显得尤为重要了。
　　本论文以运载火箭仿真系统为研究课题，对类似的复杂系统仿真体系结构进行研究，并提出了一种HLA与数据库相结合的体系结构设计方法。此课题以VC++的MFC为开发平台，分别对数值仿真、视景仿真、MATALB数值计算引擎的调用；通过对系统的体系结构设计方案，使用高层体系（High Level Architecture,HLA）及中间件RTI搭建仿真平台，并对联邦进行划分，建立SOM表对联邦数据分发进行管理；通过MATLAB引擎进行数值运算，将数据传输给测试仿真模块和数据库，并通过数据库进行故障的排查和检测。此设计方法保证系统普适、高效和稳定的运行。
　　首先，对复杂系统科学和软件体系结构设计的相关前期研究了解到如何去划分复杂系统仿真的方法，以及软件体系结构设计的相关方法；对研究的课题运载火箭数字化仿真系统进行课题需求描述，通过使用解决复杂科学的方法去剖析课题需求，然后与软件工程体系结构设计的方法，得出对运载火箭数字化仿真测试系统体系设计的可行方法。
　　为了对论文课题体系结构设计方法实现的展示，随后分别对HLA平台设计（包括联邦划分、联邦管理等）、数据库设计、MATLAB引擎调用进行详述；在对数据库层体系结构进行详细设计，并给出数据库内嵌设计方案及相应的E-R图，将仿真系统与多个数据库相融合，得出一种将HLA与数据库相融合的复杂系统仿真的设计方法；对仿真系统模型的建模和验模进行分别阐述；通过对运载火箭系统运行效果、仿真效果、结果分析进行展示，用于验证体系结构设计方法的有效性和可行性。
　　通过运载火箭数字化仿真系统课题的研究，将对类似复杂系统体系结构设计方案论证提供一定的帮助。

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第一章 绪论

1.1课题来源与背景

1.2 国内外仿真系统发展现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 论文结构

第二章 复杂系统仿真体系结构设计理论体系

2.1 复杂系统仿真基础理论

2.2软件工程体系结构设计基础

2.3分布式仿真技术---HLA理论基础

第三章 复杂系统仿真体系结构设计研究

3.1 课题需求描述

3.2 运载火箭数字化仿真系统体系结构设计方法

第四章 基于HLA运载火箭数字化仿真系统体系结构设计实现

4.1 基于HLA仿真平台设计

4.2 数据中心设计

4.3 MATLAB 数值模型实现

4.4 视景模型调用

4.5 系统实现

第五章 系统数值建模与验模方法

5.1 数值建模方法

5.2 数值模型验模方法

第六章 基于HLA运载火箭数字化仿真系统运行实例

6.1 系统运行环境

6.2 系统用运行效果

6.3 系统可信性评估

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献