首页> 正文

工程级与交战级联合建模与仿真关键技术研究

2020-11-22阅读(1009)

工程级与交战级联合建模与仿真关键技术研究

论文摘要

高层体系结构HLA（High Level Architecture）于2000年9月被定为国际分布仿真通用标准IEEE1516，极大地促进了仿真应用的重用和互操作。但是基于“任何单个模型或仿真系统都无法满足所有需求”这一基本共识，HLA仅规定和实现仿真重用与互操作的最小定义集合——其本质是一个分布式仿真互连、互操作协议。特定领域的仿真应用，如作战仿真内部M&S体系结构标准（相对于互连、互操作协议，如DIS、HLA等），仍需进一步定义和实现，以促进该领域仿真模型的重用和互操作。另一方面，电子战是目前国防领域关注的重点问题，准确预估武器系统在复杂电磁环境下的作战效能，对于我军武器装备的论证与发展具有重要的现实意义和战略意义。针对我军各部门独立开发和维护仿真系统，缺乏通用的电子战M&S体系结构标准及一体化仿真支撑环境的现状，论文借鉴美军联合建模与仿真系统JMASS的先进思想和原理，参与设计开发了我军首个工程级与交战级M&S体系结构标准——联合建模与仿真环境JMASE（Jonit Modeling andSimulation Environment）。JMASE不是一个仿真应用，而是一系列标准、协议、接口、服务和工具的集合，用于支持工程级和交战级仿真模型开发、组装、配置、执行与分析全过程的一体化和标准化。论文以某武器系统演示验证项目为实际工程应用背景，就面向对象的模块化插件式软件体系结构、工程级与交战级仿真应用与基于HLA的任务级／战役级仿真系统互连、公共仿真服务体系暨交战级仿真时空环境一致性以及基于JMASE的雷达电子战建模方法等关键技术展开理论研究和工程实践。（1）在充分考虑模型可维护性、可重用性和可移植性的基础上，参与设计实现了国内首个面向对象的模块化可插拔软件体系结构，支持M&S分布式开发策略；参与设计实现了JMASE-HLA互连框架，使基于JMASE的工程级与交战级仿真应用具备与基于HLA的更高层次仿真系统进行交互的能力，为构建高逼真度、多分辨率先进分布式仿真系统提供了有力的技术支撑。（2）运用面向对象的思想和原理，设计实现了JMASE公共仿真服务体系，即采用标准的模型接口、以相同的方式向所有仿真对象提供一致的时间、空间和环境效应服务，从理论和工程两个方面推进了交战级仿真中的时空环境一致性难题：·采用基于帧的调度算法和规则，使基于事件的仿真调度服务也能够应用于实时仿真，扩展了JMASE的通用性；·对一般空间现象进行分析和归纳，采用“空间关系树”管理和维护所有空间对象的运动状态，以空间服务的形式实现了交战空间的一致性；·通过对信号属性的统一描述和传播路径的集中处理，以大气服务、地形服务和射频能量传播代理服务的形式实现了部分环境效应的一致性。（3）在上述工作的基础上，对JMASE雷达电子战通用建模方法进行研究，给出了射频传输效应、目标、雷达及电子干扰系统的典型建模示例，为构建完整的雷达电子战仿真和JMASE的应用推广创造了有利条件：·采用复数双电压形式描述雷达信号并应用于传输效应建模，既保留了相位信息又能够描述任意极化类型，可同时满足功能级和信号级仿真需求。与一般效应模型相比，在具体实现方法上做了较大改进；·提出了较为通用的JMASE雷达信号模型和预处理方法，为雷达接收机进行相干视频信号仿真创造了必要条件；·运用“运动铰链”原理和方法，实现了目标运动与目标特征的统一以及搭载平台运动与雷达信号处理功能的分布式开发，提高了建模效率，促进了模型的重用和互操作；（4）以基于射频的某主动寻的制导地空导弹六自由度拦截仿真为实际工程应用背景，首次在国内实现了基于JMASE-SIMULINK的工程级与交战级一体化建模与仿真：·分析研究了SIMULINK模型与JMASE公共仿真服务体系的兼容性问题；·针对传统导弹模型架构的不足，提出了面向对象的导弹系统仿真框架；·通过大量的工程级和交战级仿真试验对导弹的作战性能进行测试与评估，为XX武器系统演示验证项目提供了颇有价值的仿真数据和结论；·实现了JMASE与KD-HLA／RTI的互连。论文取得的研究成果已直接应用于JMASE的设计、开发与应用过程。JMASE3.0版本于2006年3月正式发布，目前已被国内多家研究单位采用，在航空、电子战及多传感器信息融合等领域取得了良好的应用效果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景
  • 1.1.1 军用仿真技术发展的客观规律和内在要求
  • 1.1.2 国外军用仿真技术的研究现状及发展趋势
  • 1.1.3 国内军用仿真技术的研究现状及应用情况
  • 1.2 课题研究的意义、目标及挑战
  • 1.3 论文的主要工作及创新
  • 1.4 论文的组织结构
  • 第二章 JMASE体系结构设计与实现
  • 2.1 术语及功能描述定义
  • 2.2 基于软件工程的软件开发
  • 2.2.1 仿真应用开发过程
  • 2.2.2 仿真执行模式的分解
  • 2.3 模块化、插件式软件体系结构
  • 2.3.1 基于标准文件系统的模型库
  • 2.3.2 仿真支撑环境的设计与实现
  • 2.3.3 实现模型重用和互操作的关键:端口通信机制
  • 2.4 JMASE-HLA互连技术
  • 2.4.1 JMASE-HLA互连原理
  • 2.4.2 JMASE-HLA互连框架的设计与实现
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 公共仿真服务体系暨时空环境一致性研究
  • 3.1 时间一致性与实时仿真调度服务设计与实现
  • 3.1.1 仿真时间的再定义
  • 3.1.2 基于帧的实时仿真调度服务算法研究
  • 3.1.3 WINDOWS平台下的实时性能测试
  • 3.2 空间一致性与仿真空间服务设计与实现
  • 3.2.1 空间服务原理
  • 3.2.2 空间服务的数学描述与实现
  • 3.3 环境一致性与环境服务体系设计与实现
  • 3.3.1 环境及环境效应模型的基本概念
  • 3.3.2 大气服务
  • 3.3.3 地形服务
  • 3.3.4 射频能量传播代理服务
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 基于JMASE的射频传输效应建模
  • 4.1 JMASE传输效应建模的特点
  • 4.2 极化类型与极化失配计算
  • 4.2.1 信号极化的描述
  • 4.2.2 信号极化失配的计算
  • 4.3 传输类效应模型
  • 4.3.1 大气吸收模型
  • 4.3.2 大气折射模型
  • 4.4.散射类效应模型
  • 4.4.1 杂波模型
  • 4.4.2 多路径与衍射模型
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 JMASE雷达电子战通用建模方法研究
  • 5.1 JMASE雷达电子战仿真特点及交互过程
  • 5.2 JMASE通用雷达信号模型
  • 5.2.1 雷达信号的数学描述
  • 5.2.2 JMASE通用雷达信号模型
  • 5.3 空间运动对象暨雷达目标建模示例
  • 5.3.1 目标特性建模:点目标与扩展目标模型
  • 5.3.2 运动规律建模:六自由度与三自由度模型
  • 5.3.3 目标运动与目标特征的关联
  • 5.3.4 运动平台与雷达、干扰机模型的互操作
  • 5.4 雷达系统建模方法示例
  • 5.4.1 脉冲压缩多普勒雷达系统构成
  • 5.4.2 混合调制信号的生成
  • 5.4.3 正交解调与数字脉冲压缩技术
  • 5.4.4 固定杂波对消与动目标检测（MTD）技术
  • 5.4.5 雷达回波信号合成与仿真结果
  • 5.5 电子干扰系统建模示例
  • 5.5.1 多模式电子干扰系统硬件组成
  • 5.5.2 通用电子干扰模型（JGECM）
  • 5.5.3 功能组件建模
  • 5.5.4 常用电子干扰及调制波形生成技术
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 联合建模与仿真实例
  • 6.1 基于JMASE-SIMULINK的联合建模与仿真
  • 6.1.1 SIMULINK自动模型转换
  • 6.1.2 SIMULINK模型组件与JMASE体系结构的兼容性
  • 6.2 面向对象的导弹系统仿真框架
  • 6.3 主动寻的制导地空导弹六自由度拦截仿真
  • 6.3.1 一般性问题与模型假设
  • 6.3.2 双平面振幅和差单脉冲雷达及其诱偏原理
  • 6.3.3 3D导引规律与自动驾驶仪模型
  • 6.3.4 剧情想定、仿真结果及作战性能评估
  • 6.4 本章小结
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间参加的科研项目
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 附录A 基于JMASE的仿真应用开发
  • 附录B 导弹模型数据（部分）

    • 相关论文文献

    • [1].浅谈航空维修仿真应用实验室的建设与创新[J]. 科技视界 2020(26)
    • [2].航空航天系统仿真应用培训成效优化模式分析[J]. 科技创新导报 2020(10)
    • [3].中国计算机用户协会仿真应用分会成立25周年庆典纪要[J]. 计算机仿真 2008(12)
    • [4].2016年仿真应用分会新春工作会会议纪要[J]. 计算机仿真 2016(02)
    • [5].散料理论在掘进装备机械中的仿真应用[J]. 煤矿机械 2017(06)
    • [6].《仿真应用丛书》编委会成立大会暨第一次会议在京召开[J]. 计算机仿真 2018(07)
    • [7].“理论+案例+实践仿真应用”的管理会计教学方法探讨[J]. 现代企业教育 2012(20)
    • [8].在《仿真应用丛书》编委会第一次会议上的讲话[J]. 计算机仿真 2018(07)
    • [9].消防控制系统网络集成的创新搭建与仿真应用[J]. 自动化应用 2017(01)
    • [10].一种飞行参数记录仿真应用的快速生成方法[J]. 科学技术与工程 2011(05)
    • [11].分子生物学实验技术仿真应用研究进展[J]. 系统仿真学报 2010(02)
    • [12].电子仿真应用于电工电子教学中的价值探讨[J]. 科技风 2015(23)
    • [13].基于容器的复杂系统仿真应用自动封装技术[J]. 系统仿真学报 2020(11)
    • [14].仿真应用问题中通用框架的技术研究[J]. 计算机与现代化 2012(05)
    • [15].基于封隔器密封性能的仿真应用发展概况[J]. 内江科技 2013(04)
    • [16].智能设计系统的仿真应用[J]. 福建电脑 2011(10)
    • [17].单片机在实验中的仿真应用[J]. 数字技术与应用 2012(02)
    • [18].虚拟仿真应用于生命科学类专业实验教学中探讨与研究[J]. 科技资讯 2020(11)
    • [19].基于Plant Simulation的车身焊装车间产能仿真应用[J]. 上海汽车 2020(06)
    • [20].面向分布仿真应用的高可扩展负载平衡中间件[J]. 微电子学与计算机 2009(09)
    • [21].基于网格的多联邦/多仿真应用互联研究[J]. 系统工程与电子技术 2008(08)
    • [22].Fast ICA及其在静息态fMRI数据中的仿真应用[J]. 价值工程 2016(16)
    • [23].反馈线性化方法在双容系统中的仿真应用[J]. 计算机仿真 2010(04)
    • [24].新时代仿真面临的机遇与挑战[J]. 计算机仿真 2020(07)
    • [25].基于ANSYS的软土基坑支护工程仿真应用研究[J]. 山西建筑 2010(24)
    • [26].智能门禁报警系统的仿真应用[J]. 电子产品世界 2009(10)
    • [27].基于数字化装配工艺设计与仿真应用的相关性[J]. 电子技术与软件工程 2018(12)
    • [28].基于仿真平台开发仿真系统技术研究[J]. 科学技术创新 2018(30)
    • [29].舰船虚拟维修仿真应用系统的设计与实现[J]. 中国舰船研究 2016(06)
    • [30].基于ANSYS的软土基坑支护工程仿真应用研究[J]. 安徽建筑 2016(04)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    工程级与交战级联合建模与仿真关键技术研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5