一种基于HLA的仿真架构的研究与实现

摘要

本文简述了HLA架构在分布式系统设计中的重要作用，分析了HLA系统的以FOM为中心的编程模型的特点及其带来的开发、维护和重用问题，提出的HLA中的超联邦管理方法是在联邦执行的层面上对其进行控制，实现了灵活机动的仿真方式，并成功地解决了上述问题。 介绍了当前可视化仿真技术的应用，并分析了其中存在的一些问题。主要针对当前可视化仿真技术在视景仿真系统的具体应用过程中，在进行数值驱动场景时存在着实时性不高、在进行网络训练时存在可扩展性不强等问题，利用HLA架构在分布式系统设计中可扩展、可重用的特点，结合流行的场景渲染技术，构建了基于网络训练的协同仿真原型系统，从而有效地解决了仿真系统中存在的场景同步、数据发布和三维场景重构问题。对构建大型仿真系统大有裨益。 开发一个连接Matlab数值仿真和HLA分布仿真的中间件Matlab_RTI，其主要功能包括数据映射、命令交互和仿真同步。使用XML作为数值模型的配置文件格式，无需重新编译中间件程序就可以支持不同数值模型的仿真运行；使用可调的读取数据时钟，最大程度地降低Matlab数值仿真和HLA分布仿真之间的耦合。基于Matlab_RTI中间件，实现基于HLA的火箭数字化仿真系统中一级功放数值模型的仿真 基于高层体系结构提出了以Matlab数值模型驱动OGRE视景模型的火箭数字化飞行仿真系统软件架构；重点讨论分析了两个核心组件：Matlab_RTI适配器和OGRE_RTI适配器；然后给出了飞行仿真系统的联邦成员结构及系统部署方案。该软件架构具有以下几个特点：(1)软件构架基于标准的仿真总线，支持系统的可扩展性和仿真重用；(2)软件架构基于高层体系结构以数值模型驱动视景模型，是MVC模式的网络扩展应用；(3)Matlab_RTI适配器的实现使得Matlab数值模型的仿真结果能在高层体系结构中进行实时发布；(4)OGRE_RTI适配器则实现了OGRE场景数据结构到高层体系结构联邦对象模型的映射。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章基于HLA的超联邦管理的研究与实现

第三章基于HLA的OGRE引擎的实现及应用研究

第四章Matlab_RTI中间件实现及应用研究

第五章数字化火箭仿真系统的软件架构研究与实现

第六章结论

致谢

参考文献

附录 术语

在学期间研究成果