一種基于反射內存網的分布式實時仿真方法技術

一種基于反射內存網的分布式實時仿真方法，其特征在于，由模型編譯及控制設備，實時仿真設備和反射內存網設備組成，并使用光纖連接，具體實現包括系統構建和仿真兩個步驟。本發明專利技術主要應用于數字式仿真試驗中，解決了由于數字仿真模型過大導致傳統實時仿真系統性能無法滿足需求的問題，優點如下：由于使用VMIC5565實時網卡構建了實時網絡，同時各節點使用實時仿真機運行，保證了整個仿真過程中的數據運行與傳輸的實時性；部分節點間采用松耦合方式組合，可以保證非關鍵節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點替換，實現半物理仿真測試。本項發明專利技術結構簡單、實現方便、通用性強、應用范圍廣，在數字式仿真試驗應用上前景廣闊。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于仿真試驗
，特別涉及到。
技術介紹
隨著仿真技術的發展，通過建模方法和認知程度的提升，仿真模型的逼真度得到大幅度提高。同時仿真模型由于復雜度的增加，其規模也變得越來越大，傳統的上下位機式實時仿真系統，已不能滿足模型編譯與仿真實時性運行的需求，這對系統配置提出了更高要求。為了解決這一問題，曾經嘗試根據任務簡化模型，但這會大量增加模型數量，不但不能從根本上解決問題，而且大量增加工作量。
技術實現思路
本專利技術的目的是:本專利技術主要針對數字式仿真試驗，提供，使得試驗中不同功能的數字仿真模型和試驗設備數據共享，同時保證試驗運行與數據傳輸的實時性。本專利技術的技術方案是:，其特征在于，由模型編譯及控制設備，實時仿真設備(一個/多個)和反射內存網設備組成，并使用光纖連接。其他設備采用松耦合方式，按需求配置，實現系統靈活組合。具體實現包括如下步驟:1.系統構建:基于反射內存網的分布式實時仿真系統基本構成包括模型編譯及控制設備，實時仿真設備(一個/多個)和反射內存網設備，同時按使用需求可以加入數據監控設備、數據采集設備和數據分析設備等，如圖1所示。為了方便使用，通常專門將一個實時仿真設備用于信號采集，并在設備內配置所需信號采集卡，實現信號統一采集與管理。反射內存網設備分兩大部分，第一部分為反射內存網卡，它安裝于實時仿真設備(一個/多個)、數據監控設備、數據采集設備和數據分析設備的主板插槽中；第二部分為反射內存網卡交換機，用于將反射內存網卡數據傳輸、交換、共享。反射內存網卡交換機與反射內存網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據線，分別將每個反射內存網卡的TX、RX端口與反射內存卡交換機的對應接口連接即可。如果不使用反射內存網卡交換機，直接使用光纖將反射內存卡環型連接，同樣可以保證數據傳輸實時性。具體連接方式是使用光纖數據線，將第一個設備反射內存網卡的TX端口與第二個設備反射內存網卡RX端口連接，然后將第二個設備反射內存網卡的TX端口與第三個設備反射內存網卡RX端口連接，如此反復，直到將最后一個設備反射內存網卡的TX端口與第一個設備反射內存網卡RX端口連接，構成一個環形結構即可。星型連接與環型連接的區別在于，星型連接單一設備損壞不影響系統運行，環型連接必須保證全部設備完好才能運行，所以星型連接可以使部分非主要設備松耦合連接，實現系統靈活配置，如圖2和圖3所示。2.仿真方法:基于反射內存網的分布式實時仿真方法是在模型編譯及控制設備中，將復雜龐大的綜合數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、控制系統仿真單元、數據記錄仿真單元等，然后將每個仿真單元進行編譯并通過以太網發送至獨立實時運行設備上，最后通過控制指令調度每個實時運行設備運行。這里需要注意的是，為了保證多個實時仿真設備之間同步運行，需要在模型分拆過程中對每個仿真單元設置不同中斷指令號。中斷號設置是在反射內存卡上通過調整中斷插塊位置和數量實現，并且可以使用命令查詢中斷號，以便使用。在控制指令調度時，全部仿真設備處于等待運行狀態，在收到中斷指令調度信號后統一開始運行，保證了實時仿真設備之間運行的同步性。本專利技術的優點是:本專利技術主要應用于數字式仿真試驗中，解決了由于數字仿真模型過大導致傳統實時仿真系統性能無法滿足需求的問題，同時其具有以下優點:1、由于使用VMIC5565實時網卡構建了實時網絡，同時各節點使用實時仿真機運行，保證了整個仿真過程中的數據運行與傳輸的實時性。2、部分節點間采用松耦合方式組合，可以保證非關鍵節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點替換，實現半物理仿真測試。本項專利技術結構簡單、實現方便、通用性強、應用范圍廣，在數字式仿真試驗應用上前景廣闊。【附圖說明】圖1是本專利技術的基于反射內存網的分布式實時仿真系統組成。圖2是本專利技術的反射內存網星型連接示意圖。圖3是本專利技術的反射內存網環型連接示意圖。圖4是本專利技術的基于反射內存網的分布式實時仿真系統組成實例示意圖。圖5是本專利技術的模型拆分及發送方式實例示意圖。圖6是本專利技術的仿真運行實例示意圖。【具體實施方式】舉例:系統構建:系統由模型編譯及控制設備、信號采集設備、主控制系統實時仿真設備、自動控制系統實時仿真設備、反射內存網設備和數據記錄設備組成。將五塊反射內存網卡分別安裝于模型編譯及控制設備、信號采集設備、主控制系統實時仿真設備、自動控制系統實時仿真設備、數據記錄設備的主板插槽中，然后使用光纖數據線，將每個反射內存卡的TX、RX端口與反射內存網交換機的對應端口連接，構建完成的實時仿真網絡，如圖4所示。仿真模型:仿真模型按需求分拆為信號采集模型、主控制系統模塊(包含飛機本體及主要部件)、自動控制系統模塊和數據記錄模塊。信號流通過信號采集模塊發送給主控制系統模塊，然后主控制系統模塊與自動控制系統模塊實現信息交換，同時所有信號發送給數據記錄模塊用于記錄，如圖5所示。模型編譯:本例中使用Matlab/xpc實時仿真方法，通過仿真構型庫中的VMIC5565實時仿真模塊，將每個仿真模型構建成統一的實時仿真廣播網絡，并對變量和輸入輸出形式進行定義，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備通過以太網下載至對應實時仿真設備中。仿真運行:模型編譯及控制設備先發送指令，使全部仿真設備處于等待狀態，然后發送中斷指令，實現全部仿真設備同步運行，如圖6所示。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于反射內存網的分布式實時仿真系統及方法，其特征在于，由模型編譯及控制設備，一個或多個實時仿真設備和反射內存網設備組成，并使用光纖連接，1)系統構建：基于反射內存網的分布式實時仿真系統基本構成包括模型編譯及控制設備，一個或多個實時仿真設備和反射內存網設備，反射內存網設備分兩部分，第一部分為反射內存網卡，安裝于一個或多個實時仿真設備、數據監控設備、數據采集設備和數據分析設備的主板插槽中；第二部分為反射內存網卡交換機，用于將反射內存網卡數據傳輸、交換、共享；反射內存網卡交換機與反射內存網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據線，分別將每個反射內存網卡的TX、RX端口與反射內存卡交換機的對應接口連接；2)仿真方法：基于反射內存網的分布式實時仿真方法是在模型編譯及控制設備中，將復雜龐大的綜合數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行編譯并通過以太網發送至獨立實時運行設備上，最后通過控制指令調度每個實時運行設備運行；在模型分拆過程中對每個仿真單元設置不同中斷指令號，中斷號設置是在反射內存卡上通過調整中斷插塊位置和數量實現，并且使用命令查詢中斷號；在控制指令調度時，全部仿真設備處于等待運行狀態，在收到中斷指令調度信號后統一開始運行，保證實時仿真設備之間運行的同步性。...

【技術特征摘要】
1.一種基于反射內存網的分布式實時仿真系統及方法，其特征在于，由模型編譯及控制設備，一個或多個實時仿真設備和反射內存網設備組成，并使用光纖連接， 1)系統構建: 基于反射內存網的分布式實時仿真系統基本構成包括模型編譯及控制設備，一個或多個實時仿真設備和反射內存網設備，反射內存網設備分兩部分，第一部分為反射內存網卡，安裝于一個或多個實時仿真設備、數據監控設備、數據采集設備和數據分析設備的主板插槽中；第二部分為反射內存網卡交換機，用于將反射內存網卡數據傳輸、交換、共享； 反射內存網卡交換機與反射內存網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據線，分別將每個反射內存網卡的TX、RX端口與反射內存卡交換機的對應接口連接； 2)仿真方法: 基于反射內存網的分布式實時仿真方法是在模型編譯及控制設備中，將復雜龐大的綜合數字仿真模型按功能和需求分拆成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊寧，王家興，張楊，王世鵬，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所，
類型：發明
國別省市：遼寧;21