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基于HLA的运载火箭测试仿真系统体系结构设计与实现

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第一章 引言

1.1课题来源及研究意义

1.2航天仿真技术国内外研究现状

1.3本文主要研究内容及结构组织

第二章 基于HLA体系结构相关理论

2.1软件工程原理

2.2高层体系结构—HLA

2.3本章小结

第三章 运载火箭测试仿真系统需求分析

3.1 运载火箭测试规程

3.2 需求分析

3.3 系统开发平台及运行环境

3.4本章小结

第四章 HLA体系结构在运载测试仿真中的设计

4.1 运载火箭测试仿真系统联邦设计

4.2 Open Inverntor-HLA接口设计

4.3 Matlab-HLA中间件设计

4.4系统体系结构设计

4.5本章小结

第五章 运载火箭测试仿真系统实现

5.1 单元测试仿真子系统实现

5.2 分系统测试仿真子系统实现

5.3 总检查测试仿真子系统实现

5.4 基于Matlab-HLA中间件的视景模型数字驱动实现

5.5 本章小结

第六章 运载火箭测试仿真系统测试

6.1测试方法

6.2测试方案的设计

6.3测试结果的分析

6.4本章小结

结论

致谢

参考文献

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摘要

航天运载技术是各国争先发展的尖端工业技术,对于提高国家的综合国力,提升国家在国际社会的影响力具有重要意义。我国大力支持和发展航天运载技术,能够提高我国国防事业,带动相关工业技术发展。本论文以西昌卫星发射中心运载火箭测设发射为背景,针对当前发射中心仿真系统不能满足人员培训和无实装测试的问题,提出一种基于HLA体系结构实现方法,实现了运载火箭测试仿真系统视景仿真和数据仿真的同步,取得了良好的仿真效果,达到了运载火箭对测试仿真的要求,目前,本论文所实现的成果已交付西昌卫星发射中心使用,专家反馈意见表示,测试效果良好。
  运载火箭结构复杂,造价昂贵,只有发射前才具备实装环境,严重制约后备技术人员培训和运载火箭测发经验的积累,即便在有实装的情况下,运载火箭的上电测试会降低电子元件使用寿命,影响发射成功率,另外,运载火箭发射中心也存在缺少处理异常情况经验的情况,于是,基于HLA体系结构的仿真测试系统在这样的背景下被提出并开发。
  基于HLA体系结构的运载火箭测试仿真系统分为底层通信支撑系统和联邦成员。运载火箭动力系统,利用系统,控制系统和测量系统作为联邦的联邦成员加入联邦测试中,邦员之间参加总测试需要相互通信和调用数据,处于平等的地位。运行支撑环境RTI为邦员提供统一的RTI接口,实现不同物理机理的测试分系统联邦之间的通信,另外运行支撑环境为上层提供透明的服务,使上层联邦成员不用考虑通信问题。Matlab-HLA中间件设计实现了邦员调用数据库数学模型功能,将邦员实现的数据模型统一由数据库管理,功能相近邦员可以调用相同数学模型,降低了系统冗余;OpenInvertor-HLA接口设计实现了邦员对视景模型的调用,视景模型不仅在分测试中被各邦员调用,也在总测试中被总系统调用,实现了在多种情况下都能察看当前各系统的视景模型。
  对本仿真系统的测试分为单元测试与系统测试。单元测试数据结果显示各邦员能够在任务协调模块下完成与其他邦员的通信,能够调用相应的数学模型和视景模型完成单元功能;系统测试达到了邦员透明通信要求,解决了不同物理机理邦员在相同运行支撑平台下的通信。总体性能达测试仿真要求,测试数据与真实系统数据相近。

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