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《基于hla半實物仿真系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文化背景的研究與開發(fā)環(huán)境下，半實物仿真是非常關鍵的研究和開發(fā)技術手段。但是由于半實物系統(tǒng)引入了部分實際物理系統(tǒng)與部分數(shù)學模型協(xié)同仿真運算，使得系統(tǒng)的復雜性，實時性，甚至可靠性要求都大幅度提高[4]。由于仿真系統(tǒng)面臨的被仿真的實現(xiàn)對象存在差異和技術多樣性。實際物理系統(tǒng)幾乎沒有是靠單一技術就能實現(xiàn)的，往往是包含多種技術領域的綜合體，有多種技術實現(xiàn)構成，如機械，電子/電氣，液壓/液體，電磁，動力，實時/非實時等等。單一的研究技術不可能解決所有問題，這就要求仿真系統(tǒng)具有跨領域聯(lián)合仿真功能，
2、并提供足夠的可信度和驗證能力。HLA是1995年美國國防部（DOD）發(fā)布的建模與仿真大綱—開發(fā)建模和仿真通用技術框架中的首要內容，其主要的目的是促進仿真應用的互操作性和仿真資源的可重用性。2000年9月成為IEEE國際標準化組織正式標準
—IEEE1516。HLA已被公認為解決跨平臺分布式交互仿真的最佳選擇[5]。但是由于半實物仿真要求嚴格的硬實時特性，HLA并沒有對此提出具體
實現(xiàn)方法[6]。目前實際使用的HLA仿真技術和半實物仿真技術都沒有實現(xiàn)有效的聯(lián)合，而是單獨應用。隨著仿真應用的規(guī)模逐步增加，眾多的系
3、統(tǒng)級的仿真應用大多數(shù)是跨領域，融合有多種體系的綜合系統(tǒng)。雖然HLA標準設計之初就預留了與半實物仿真的接口，但是目前還沒有形成有效的技術突破和公認的實現(xiàn)的產品。半實物實時仿真在我國應用的較早，HLA分布式交互仿真標準引入我國則相對較晚。目前國內HLA和半實物實時控制仿真都是各自獨立應用。雖然國內幾乎所有需要進行機械，電氣，液壓等復雜控制系統(tǒng)的應用開發(fā)的用戶都迫切需要一種能夠跨越實時與非實時領域，進行聯(lián)合仿真的平臺工具。但是目前國內市場無論是進口設備還是國產設備，還沒有見到能夠實現(xiàn)HLA融合，面向復雜系統(tǒng)聯(lián)合仿真
4、的嵌入式半實物實時控制系統(tǒng)開發(fā)和仿真平臺。本項目就是針對這一需求背景適時提出的解決方案。該項目成果能夠為復合型機電控制系統(tǒng)提供高可信度的仿真研發(fā)平臺。顯著提高仿真研究和開發(fā)技術水平，節(jié)約研發(fā)成本，降低風險，提高開發(fā)效率。1.2與課題相關的國內外研究綜述使用實際系統(tǒng)的模型對系統(tǒng)進行研究，是人類研究自然界最古老的科學和工程方法之一，它的歷史可以追溯到兩千年前人類在建筑、造船等行業(yè)中對“系統(tǒng)比例模型”的應用。在計算機問世之前，基于物理模型的實驗一般-2-哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文稱為“模擬”，它附屬于其它相關的
5、學科。直到20世紀40年代，隨著計算機的出現(xiàn)，為建立系統(tǒng)模型及對模型的實驗提供了強有力的支持，系統(tǒng)仿真技術才獲得迅速發(fā)展并逐步形成一門獨立的學科?！胺抡妗弊g自英文"Emulation"，而另一譯名“模擬”(Simulation)。根據國際標準化組織(ISO)標準中的《數(shù)據處理》部分的名詞解釋，“模擬”的含義是選取一個物理的或抽象的系統(tǒng)的某些行為特征，用另一系統(tǒng)來表示它們的過程:“仿真”的含義是用另一個數(shù)據處理系統(tǒng)，主要是用硬件來全部或部分的模仿某一數(shù)據處理系統(tǒng)，以至于模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)
6、據，執(zhí)行同樣的程序，獲得同樣的結果。按字面含義，“仿真”或“模擬”都表示“模仿真實系統(tǒng)”的意思，現(xiàn)在都將兩者的內容統(tǒng)歸于"仿真"一詞的范疇，并且以英文“Simulation”來代表。仿真技術的發(fā)展大致經歷了三個主要的階段[7~10]。(1)模擬計算機仿真時期在第二次世界大戰(zhàn)末期，對火炮控制與飛行控制動力學系統(tǒng)的研究促進了模擬仿真技術的發(fā)展。1946年研制成第一臺通用電子模擬計算機。建立在反饋運算放大器基礎之上的模擬計算機，本質上是一種通用的電氣裝置，它是20世紀50--60年代普遍采用的仿真設備。(2)數(shù)字/
7、模擬混合計算機仿真時20世紀50年代末期到60年代，空間技術(如洲際導彈和宇宙飛船的姿態(tài)及軌道控制動力學)的研究促進了混合仿真技術的發(fā)展，1958年第一臺混合計算機系統(tǒng)用于洲際導彈的仿真，1964年第一臺商用混合計算機系統(tǒng)問世。這一時期成為混合計算機仿真的黃金時代。(3)全數(shù)字計算機仿真時期20世紀70年代隨著微電子技術和數(shù)字計算機硬件及軟件技術的發(fā)展，使全數(shù)字仿真機迅速崛起。第一臺全數(shù)字實時仿真機AD10出現(xiàn)，80年代初公布了配套仿真軟件MPS，從而形成完整系統(tǒng)Systeml0。至此，混合計算機仿真失去了在
8、實時仿真方面的壟斷地位，全數(shù)字仿真成為系統(tǒng)仿真的主流，代表性的有美國ADI公司“AD-100計算機及仿真軟件”，美國亞拉巴馬州紅石兵工廠的“美國陸軍高級仿真中心(ASC)"，以及后來的美國的并行計算機公司(ConcurrentComputerCorporation)NightI-lawk實時計算機和ADI公司的實時工作站(RealTimeStation)。以美國為首的發(fā)達國家非常重視仿真在軍事上的研
