一种基于插件化技术的机载仿真模型

摘要

本申请属于仿真模型设计技术领域，特别涉及一种基于插件化技术的机载仿真模型。包括：机载仿真运行框架平台，其内设置有与仿真插件交互的基类接口，以及为完成机载系统各功能仿真的时对所述仿真插件进行配置及调度的模块；仿真插件，用于实现机载仿真时各机载设备功能的子模型，并通过编译形成能够与所述机载仿真运行框架平台交互的动态库文件，所述仿真插件包括飞控插件、火控插件、导弹插件、雷达插件及电子战插件。本申请减少了系统研发周期和维护成本，能够快速对插件模块进行更新迭代。

说明书

技术领域

本申请属于仿真模型设计技术领域，特别涉及一种基于插件化技术的机载仿真模型。

背景技术

随着空战仿真技术的作用越发重要，作为空战对抗实验的仿真运行框架平台，需要针对各种空战仿真模型进行调用执行。由于空战仿真模型接口的多样化和数据格式的多变性，涉及到的接口和数据包括飞控、导弹、火控、雷达、电子战等，目前这些模型数据格式尚未有统一的格式，这就造成了调用不同业务仿真模型时，需要频繁修改仿真运行框架平台核心业务模块。无形增加了系统研发周期和维护成本。传统的软件体系结构在解决和接口异变和数据格式不统一的复杂系统构建上显的力不从心。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种基于插件化技术的机载仿真模型，主要包括：

机载仿真运行框架平台，其内设置有与仿真插件交互的基类接口，以及为完成机载系统各功能仿真的时对所述仿真插件进行配置及调度的模块；

仿真插件，用于实现机载仿真时各机载设备功能的子模型，并通过编译形成能够与所述机载仿真运行框架平台交互的动态库文件，所述仿真插件包括飞控插件、火控插件、导弹插件、雷达插件及电子战插件。

优选的是，所述各仿真插件通过继承所述机载仿真运行框架平台中的基类的方式实现基类中的虚函数接口。

优选的是，所述机载仿真运行框架平台的基类接口包括：

实例化接口，用于对所述仿真插件对应的子模型进行实例化；

初始化接口，用于根据配置文件给出所述仿真插件对应的子模型进行初始化的参数文件及参数文件所在的位置；

运行接口，用于给出仿真步长，执行所述仿真插件对应的子模型的解算动作；

输入输出接口，用于设置及读取所述仿真插件对应的子模型的输入输出数据；

停止接口，用于控制所述仿真插件对应的子模型执行结束动作。

优选的是，所述机载仿真运行框架平台的基类接口还包括：

释放接口，用于在仿真结束后，调用释放实例函数来释放实例，卸载已加载的模型，释放所有已申请的资源。

优选的是，所述机载仿真运行框架平台的基类接口还包括：

暂停接口，用于在仿真运行过程中暂停当前的解算动作。

本申请采用插件化技术集成方案，构建的机载仿真模型解决了如下问题：仿真模型需求多样化且不确定；仿真模型接口和数据格式不统一；仿真框架平台的二次开发。

本申请减少了系统研发周期和维护成本，能够快速对插件模块进行更新迭代。

附图说明

图1是本申请基于插件化技术的机载仿真模型的一优选实施例的模型架构图。

图2是本申请图1所示实施例的模型插件函数调用示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请提供了一种基于插件化技术的机载仿真模型，主要包括：

机载仿真运行框架平台，其内设置有与仿真插件交互的基类接口，以及为完成机载系统各功能仿真的时对所述仿真插件进行配置及调度的模块；

仿真插件，用于实现机载仿真时各机载设备功能的子模型，并通过编译形成能够与所述机载仿真运行框架平台交互的动态库文件，所述仿真插件包括飞控插件、火控插件、导弹插件、雷达插件及电子战插件。

需要说明的是，插件化技术设计可以随意更换仿真运行框架的模型插件，而不需要重新编译整个仿真平台运行框架，采用了插件化技术设计方法，能够使仿真运行框架平台可被定制，更灵活，更具有动态性，使用插件技术的平台架构就是一种很好的软件架构设计的方法。

仿真模型插件是仿真运行框架平台中功能的表现，没有插件就没有功能。封装后的仿真模型插件与仿真运行框架平台的交互通过统一的接口来完成，见图1。接口的定义描述了仿真模型插件与仿真运行框架平台的调用原则和交互过程。仿真运行框架平台按约定的原则来调用仿真模型插件的接口函数对其进行初始化、运行、暂停和停止等动作，见图2。

本申请使用面向对象的方法，可以将仿真模型对象封装到DLL中，可以将对象很好的保护起来，可以实现模块级的复用，模块级的复用大大的提高了系统的研发效率。

在一些可选实施方式中，所述机载仿真运行框架平台的基类接口包括：

实例化接口：每次仿真开始前，实例化接口由平台调用，对模型进行实例化。

释放实例接口：调用释放实例函数来释放实例，卸载已加载的模型，释放所有已申请的资源。

初始化接口：模型实例化成功之后，会由平台框架执行模型初始化接口。函数需要指定初始化配置文件的完整路径和必要初始化参数，以便仿真模型完成初始化动作。

运行接口：该接口执行时表示一个时间步长的计算开始，模型需要根据仿真步长执行解算动作，并返回仿真模型的执行信息。

暂停接口：在仿真运行过程中，可调用该接口以暂停当前的解算动作。

停止接口：仿真结束时，平台调用停止函数，告知仿真模型仿真运行结束。仿真模型结束仿真动作，释放临时资源。

输出接口：仿真过程中读取模型输出数据。

输入接口：仿真过程中设置模型输入数据。

对应的，在仿真插件中，给出了接口的具体实现方法，每个模型插件都要实现抽象基类中的虚函数，即要从这个纯虚基类继承新的类，并且要在不同的模型插件中实现这个接口。这样在仿真平台用基类指针调用同一个模型接口的时候，由于运行时的多态性，在不同的模型插件中就可以表现出不同的行为，实现了接口的统一性。

如图1所示，机载仿真运行框架平台还包括模型插件的管理，包括加载管理及配置管理，在加载管理方面，每一个模型插件都会登记在指定的模型集合对象中。在仿真运行框架平台启动的时候，平台会搜索所有实现特定接口的模型插件，加载模型插件相关的信息并保存在集合对象中，供仿真运行框架平台在运行的过程中使用。在配置管理方面，仿真运行框架平台根据插件配置信息，执行模型插件调用顺序并调用不同模型插件对应的方法，但是调用的方式都是统一的。

本申请基于插件化技术的机载仿真模型的构建及运行过程主要包括：

1、通过模型功能封装仿真模型插件。

2、通过面向对象多态方法定义仿真插件的基类接口，包括实例化接口、释放实例接口、初始化接口、运行接口、暂停接口、停止接口、输入和输出接口。

3、插件通过继承基类的方式实现基类中的虚函数接口。

4、在插件具体实现后通过编译工具编译成动态库(DLL文件)。

5、仿真框架在启动时候动态加载插件动态库。

6、仿真框架启动后，调用插件的接口顺序为调用实例化接口->初始化接口->输入接口->运行接口->输出接口->暂停接口/停止接口。

7、在仿真框架退出的时候调用释放实例接口。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。