面向火力/飞行/推进综合控制系统的分布仿真环境研究

【摘要】： 火力／飞行／推进综合控制系统是当今航空领域的研究热点，为其研究提供良好的仿真环境是亟待解决的关键问题。研究成员地点分布、内容复杂、软硬件异构、技术成果保密等因素增加了仿真环境开发的难度。本文针对火力／飞行／推进综合控制系统的分布仿真环境进行了跨学科的研究。 本文首先对典型飞机系统数学模型进行了两方面改进：首先将飞行迎角对进气道的影响直接反映在进气道控制律中，从而使进气道调节和飞行控制系统调节协调一致，可改善飞机飞行性能；其次将矢量喷管引入典型飞机系统，分析设计矢量喷管控制系统结构并推导出其数学模型。改进之后的飞机系统模型适应综合控制系统的研究，它是火力／飞行／推进综合控制系统原理和结构分析的基础。 接着本文提出一种以减小武器瞄准偏差为目的纵向火力／飞行／推进综合控制系统的设计方法——层次综合法。它以推进系统各部件间关系为基础，分析出推进综合控制系统的基本模型，并将该模型与飞行控制系统进行综合考虑，分析出推进综合控制系统的基本模型，并将该模型与飞行控制系统进行综合考虑，然后将它们的综合模型与火控系统进行综合分析，最终通过火／飞／推综合耦合器将传统上分离设计但又关系紧密的火力控制系统、飞行控制系统和推进控制系统联系在一起，构造出火力／飞行／推进综合控制系统的结构框架，为综合控制分布仿真环境的设计奠定了基础。 然后本文提出火力／飞行／推进综合控制系统分层的任务分布模型，并在此基础上设计了综合控制分布仿真环境的结构模型。 本文在综合控制分布仿真环境设计中提出分布仿真计算、本地实时回放的概念，突破了异地协同实时仿真的难题。分布仿真计算通过帧同步机制的使用，要求综合控制系统中所有子模型采用相同的仿真步长，而且必须在接收到帧同步信号后，才可以开始新一帧的计算。帧同步机制将所有子模型的运动进度协调起来，从而在分布状态下保证了子模型之间正确的因果关系，使分布仿真得以实现。分布仿真计算基础上的本地实时回放技术则为仿真软件和物理实体的实时动态调试以及分布实时仿真的研究提供 哈尔滨工程大学硕士学位论文 一 了有效途径。 最后本文针对综合控制系统的复杂性及其对计算机仿真环境的特殊要 求，提出采用中件这一分布计算新技术为核心来构造综合控制分布仿真环 境。在综合控制系统任务分布和分布仿真环境的结构模型研究基础上，针 对综合控制系统的特点和要求，提出并开发了通信中件、信息中件、系统 管理中件和综合中件等综合控制分布仿真环境中主要分布仿真中件。分布 仿真中件是综合控制分布仿真环境的主要组成部分。中件技术使得基于综 合控制分布仿真环境的综合控制系统仿真研究具有编程简便、软硬件继承 性好以及适用于广泛的异构环境等优点。