一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法
【專利摘要】一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法，其特征在于，由模型編譯及控制設(shè)備，實時仿真設(shè)備和反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備組成，并使用光纖連接，具體實現(xiàn)包括系統(tǒng)構(gòu)建和仿真兩個步驟。本發(fā)明主要應(yīng)用于數(shù)字式仿真試驗中，解決了由于數(shù)字仿真模型過大導(dǎo)致傳統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)性能無法滿足需求的問題，優(yōu)點如下：由于使用VMIC5565實時網(wǎng)卡構(gòu)建了實時網(wǎng)絡(luò)，同時各節(jié)點使用實時仿真機(jī)運行，保證了整個仿真過程中的數(shù)據(jù)運行與傳輸?shù)膶崟r性；部分節(jié)點間采用松耦合方式組合，可以保證非關(guān)鍵節(jié)點損壞不影響整個仿真運行，同時可以使用物理器件與仿真節(jié)點替換，實現(xiàn)半物理仿真測試。本項發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)方便、通用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣，在數(shù)字式仿真試驗應(yīng)用上前景廣闊。
【專利說明】一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于仿真試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及到一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿
真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，通過建模方法和認(rèn)知程度的提升，仿真模型的逼真度得到大幅度提高。同時仿真模型由于復(fù)雜度的增加，其規(guī)模也變得越來越大，傳統(tǒng)的上下位機(jī)式實時仿真系統(tǒng)，已不能滿足模型編譯與仿真實時性運行的需求，這對系統(tǒng)配置提出了更高要求。為了解決這一問題，曾經(jīng)嘗試根據(jù)任務(wù)簡化模型，但這會大量增加模型數(shù)量，不但不能從根本上解決問題，而且大量增加工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:本發(fā)明主要針對數(shù)字式仿真試驗，提供一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法，使得試驗中不同功能的數(shù)字仿真模型和試驗設(shè)備數(shù)據(jù)共享，同時保證試驗運行與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法，其特征在于，由模型編譯及控制設(shè)備，實時仿真設(shè)備(一個/多個)和反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備組成，并使用光纖連接。其他設(shè)備采用松耦合方式，按需求配置，實現(xiàn)系統(tǒng)靈活組合。
[0006]具體實現(xiàn)包括如下步驟:
[0007]1.系統(tǒng)構(gòu)建:
[0008]基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真系統(tǒng)基本構(gòu)成包括模型編譯及控制設(shè)備，實時仿真設(shè)備(一個/多個)和反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備，同時按使用需求可以加入數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)分析設(shè)備等，如圖1所示。為了方便使用，通常專門將一個實時仿真設(shè)備用于信號采集，并在設(shè)備內(nèi)配置所需信號采集卡，實現(xiàn)信號統(tǒng)一采集與管理。
[0009]反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備分兩大部分，第一部分為反射內(nèi)存網(wǎng)卡，它安裝于實時仿真設(shè)備(一個/多個)、數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)分析設(shè)備的主板插槽中；第二部分為反射內(nèi)存網(wǎng)卡交換機(jī)，用于將反射內(nèi)存網(wǎng)卡數(shù)據(jù)傳輸、交換、共享。
[0010]反射內(nèi)存網(wǎng)卡交換機(jī)與反射內(nèi)存網(wǎng)卡通過光纖星型連接，保證傳輸實時性。具體連接方式是使用光纖數(shù)據(jù)線，分別將每個反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX、RX端口與反射內(nèi)存卡交換機(jī)的對應(yīng)接口連接即可。
[0011]如果不使用反射內(nèi)存網(wǎng)卡交換機(jī)，直接使用光纖將反射內(nèi)存卡環(huán)型連接，同樣可以保證數(shù)據(jù)傳輸實時性。具體連接方式是使用光纖數(shù)據(jù)線，將第一個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX端口與第二個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡RX端口連接，然后將第二個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX端口與第三個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡RX端口連接，如此反復(fù)，直到將最后一個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX端口與第一個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡RX端口連接，構(gòu)成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)即可。[0012]星型連接與環(huán)型連接的區(qū)別在于，星型連接單一設(shè)備損壞不影響系統(tǒng)運行，環(huán)型連接必須保證全部設(shè)備完好才能運行，所以星型連接可以使部分非主要設(shè)備松耦合連接，實現(xiàn)系統(tǒng)靈活配置，如圖2和圖3所示。
[0013]2.仿真方法:
[0014]基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法是在模型編譯及控制設(shè)備中，將復(fù)雜龐大的綜合數(shù)字仿真模型按功能和需求分拆成多個仿真單元，如信號采集仿真單元、控制系統(tǒng)仿真單元、數(shù)據(jù)記錄仿真單元等，然后將每個仿真單元進(jìn)行編譯并通過以太網(wǎng)發(fā)送至獨立實時運行設(shè)備上，最后通過控制指令調(diào)度每個實時運行設(shè)備運行。
[0015]這里需要注意的是，為了保證多個實時仿真設(shè)備之間同步運行，需要在模型分拆過程中對每個仿真單元設(shè)置不同中斷指令號。中斷號設(shè)置是在反射內(nèi)存卡上通過調(diào)整中斷插塊位置和數(shù)量實現(xiàn)，并且可以使用命令查詢中斷號，以便使用。
[0016]在控制指令調(diào)度時，全部仿真設(shè)備處于等待運行狀態(tài)，在收到中斷指令調(diào)度信號后統(tǒng)一開始運行，保證了實時仿真設(shè)備之間運行的同步性。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0018]本發(fā)明主要應(yīng)用于數(shù)字式仿真試驗中，解決了由于數(shù)字仿真模型過大導(dǎo)致傳統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)性能無法滿足需求的問題，同時其具有以下優(yōu)點:
[0019]1、由于使用VMIC5565實時網(wǎng)卡構(gòu)建了實時網(wǎng)絡(luò)，同時各節(jié)點使用實時仿真機(jī)運行，保證了整個仿真過程中的數(shù)據(jù)運行與傳輸?shù)膶崟r性。
[0020]2、部分節(jié)點間采用松耦合方式組合，可以保證非關(guān)鍵節(jié)點損壞不影響整個仿真運行，同時可以使用物理器件與仿真節(jié)點替換，實現(xiàn)半物理仿真測試。
[0021]本項發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)方便、通用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣，在數(shù)字式仿真試驗應(yīng)用上前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真系統(tǒng)組成。
[0023]圖2是本發(fā)明的反射內(nèi)存網(wǎng)星型連接示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的反射內(nèi)存網(wǎng)環(huán)型連接示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真系統(tǒng)組成實例示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的模型拆分及發(fā)送方式實例示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明的仿真運行實例示意圖。
【具體實施方式】
[0028]舉例:
[0029]系統(tǒng)構(gòu)建:系統(tǒng)由模型編譯及控制設(shè)備、信號采集設(shè)備、主控制系統(tǒng)實時仿真設(shè)備、自動控制系統(tǒng)實時仿真設(shè)備、反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)記錄設(shè)備組成。將五塊反射內(nèi)存網(wǎng)卡分別安裝于模型編譯及控制設(shè)備、信號采集設(shè)備、主控制系統(tǒng)實時仿真設(shè)備、自動控制系統(tǒng)實時仿真設(shè)備、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備的主板插槽中，然后使用光纖數(shù)據(jù)線，將每個反射內(nèi)存卡的TX、RX端口與反射內(nèi)存網(wǎng)交換機(jī)的對應(yīng)端口連接，構(gòu)建完成的實時仿真網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示。
[0030]仿真模型:仿真模型按需求分拆為信號采集模型、主控制系統(tǒng)模塊(包含飛機(jī)本體及主要部件)、自動控制系統(tǒng)模塊和數(shù)據(jù)記錄模塊。信號流通過信號采集模塊發(fā)送給主控制系統(tǒng)模塊，然后主控制系統(tǒng)模塊與自動控制系統(tǒng)模塊實現(xiàn)信息交換，同時所有信號發(fā)送給數(shù)據(jù)記錄模塊用于記錄，如圖5所示。
[0031]模型編譯:本例中使用Matlab/xpc實時仿真方法，通過仿真構(gòu)型庫中的VMIC5565實時仿真模塊，將每個仿真模型構(gòu)建成統(tǒng)一的實時仿真廣播網(wǎng)絡(luò)，并對變量和輸入輸出形式進(jìn)行定義，最后將仿真模型編譯成后綴名為.dim格式的程序，并使用模型編譯及控制設(shè)備通過以太網(wǎng)下載至對應(yīng)實時仿真設(shè)備中。
[0032]仿真運行:模型編譯及控制設(shè)備先發(fā)送指令，使全部仿真設(shè)備處于等待狀態(tài)，然后發(fā)送中斷指令，實現(xiàn)全部仿真設(shè)備同步運行，如圖6所示。
【權(quán)利要求】
1.一種基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真系統(tǒng)及方法，其特征在于，由模型編譯及控制設(shè)備，一個或多個實時仿真設(shè)備和反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備組成，并使用光纖連接， 1)系統(tǒng)構(gòu)建: 基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真系統(tǒng)基本構(gòu)成包括模型編譯及控制設(shè)備，一個或多個實時仿真設(shè)備和反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備，反射內(nèi)存網(wǎng)設(shè)備分兩部分，第一部分為反射內(nèi)存網(wǎng)卡，安裝于一個或多個實時仿真設(shè)備、數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)分析設(shè)備的主板插槽中；第二部分為反射內(nèi)存網(wǎng)卡交換機(jī)，用于將反射內(nèi)存網(wǎng)卡數(shù)據(jù)傳輸、交換、共享； 反射內(nèi)存網(wǎng)卡交換機(jī)與反射內(nèi)存網(wǎng)卡通過光纖星型連接，保證傳輸實時性，具體連接方式是使用光纖數(shù)據(jù)線，分別將每個反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX、RX端口與反射內(nèi)存卡交換機(jī)的對應(yīng)接口連接； 2)仿真方法: 基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真方法是在模型編譯及控制設(shè)備中，將復(fù)雜龐大的綜合數(shù)字仿真模型按功能和需求分拆成多個仿真單元，然后將每個仿真單元進(jìn)行編譯并通過以太網(wǎng)發(fā)送至獨立實時運行設(shè)備上，最后通過控制指令調(diào)度每個實時運行設(shè)備運行； 在模型分拆過程中對每個仿真單元設(shè)置不同中斷指令號，中斷號設(shè)置是在反射內(nèi)存卡上通過調(diào)整中斷插塊位置和數(shù)量實現(xiàn)，并且使用命令查詢中斷號； 在控制指令調(diào)度時，全部仿真設(shè)備處于等待運行狀態(tài)，在收到中斷指令調(diào)度信號后統(tǒng)一開始運行，保證實時仿真設(shè)備之間運行的同步性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反射內(nèi)存網(wǎng)的分布式實時仿真系統(tǒng)及方法，其特征在于，直接使用光纖將反射內(nèi)存卡環(huán)型連接，具體連接方式是使用光纖數(shù)據(jù)線，將第一個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX端口與第二個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡RX端口連接，然后將第二個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX端口與第三個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡RX端口連接，如此反復(fù)，直到將最后一個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡的TX端口與第一個設(shè)備反射內(nèi)存網(wǎng)卡RX端口連接，構(gòu)成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G05B17/02GK103984240SQ201410173020
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月27日
【發(fā)明者】楊寧, 王家興, 張楊, 王世鵬 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所