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基于HLA和SIMULINK的分布式仿真系统研究

周晓光  
【摘要】:对于由多个子系统组合而成的复杂控制系统,对其进行仿真实验时,如果由于系统较复杂等原因而不方便在同一节点整合进行仿真时,就需要在多台计算机上利用网络分布式运行。这种多节点下的分布式仿真形式能够有效地提高仿真效率,同时也可以使分系统所使用的模型更为复杂和准确,这样的仿真系统与实际的物理系统更加贴近,仿真的置信度得到提高。 分布式仿真技术自上世纪八十年代一路发展而来直到高层体系结构(High Level Architecture,HLA)技术的提出以及慢慢成熟,使得分布式仿真的通用化、标准化和互操作性都达到了很高的水平。HLA并不考虑仿真应用系统(即联邦成员)的构建等底层工作,而主要考虑在联邦成员的基础上如何进行联邦集成,即HLA主要解决分布式交互的问题,而并不关心各个仿真系统本身的构建及运行。本文研究了HLA技术的应用方法及其时间管理等重要的分布式仿真机制,以及怎样使Simulink所建控制模型在RTI的支撑环境下实现分布式仿真的问题。研究包括基于HLA的分布式仿真系统联邦和联邦成员的设计、开发、联邦成员的信息管理、通信以及对HLA接口的调用、仿真数据的管理等。对联邦成员的开发在VC++环境中实现。 在复杂工业产品设计中,需要解决不同专业间的联合设计/仿真问题,特别是控制和机械专业间的联合仿真。在已有的联合仿真的基础上,本文研究了ADAMS虚拟样机模型与SIMULINK控制器的分布式协同仿真方法,提出了应用HLA技术构建一个跨学科的分布式仿真环境,对两个不同学科的仿真模型进行适当的联邦成员化封装,在RTI支撑下进行多节点的分布式协同仿真。通过一个样例实现了ADAMS虚拟样机模型与SIMULINK控制模块的分布式协同仿真,验证了此方法的可行性。


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