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潜艇武器系统综合仿真一体化支撑平台

产品名称

潜艇武器系统综合仿真一体化支撑平台

没有此类产品
产品描述

一、概况

  该项目接受某船舶集团的委托,在澳门新葡新京自主的大型科学计算与仿真支撑平台SimuWorks的基础上,进行必要的开发,并与协同仿真平台COSIM进行集成,实现综合仿真一体化支撑平台,应用于潜艇武器系统综合仿真系统的研发。该项目的主要工作内容如下:

  1)基于SimuWorks功能建立符合综合仿真一体化支撑平台体系结构要求的图形化动态在线建模工具的研发;

  2)基于综合仿真一体化支撑平台模型库的元素模型,利用动态图形化建模工具建立新模型开发工具的研发;

  3)单平台运行调试管理的开发工具的研发。

二、协同仿真平台COSIM

  COSIM是一个基于高层体系结构HLA的建模仿真环境,使用其开发的仿真系统由三类不同粒度的仿真模型复合构成,即元素模型、组件模型和成员模型,四者之间的关系如下:

  1)元素模型:通常指面向具体仿真应用领域的各类算法、功能函数、计算单元等,它必须符合协同仿真平台对元素模型的封装要求,具有高重用性,内部不含有任何与业务相关的逻辑成分。

  2)组件模型:由组件引擎+元素(或组件)构成。组件引擎包含了面向具体应用的业务逻辑,对外负责与其上层引擎交互;对内负责对其元素(或子组件)的调度与交互。

  3)成员模型:支持HLA标准的仿真联邦成员。在协同仿真系统中,特指基于协同仿真平台,采用组件开发构造的、符合HLA标准的联邦成员。

  4)仿真系统:即协同仿真系统,一个协同仿真系统是由若干成员(含一般HLA联邦成员)和RTI共同构成。

三、大型科学计算与仿真支撑平台SimuWorks

  SimuWorks以大型科学计算与仿真引擎SimuEngine为核心,由通用图形化自动建模系统SimuBuilder、模块资源管理器SimuManager和模块资源库SimuLib等软件组成,各部分功能说明如下:

  1)   SimuEngine:提供网络实时数据库和各种仿真功能,为仿真系统的开发、调试和运行提供底层支撑。

  2)   SimuBuilder:用于仿真模型的图形化组态建模开发和调试,组态基本单元为SimuLib中的模块。SimuBuilder所生成的数学模型,相当于COSIM下的成员模型。

  3)SimuManager用于SimuLib的开发、管理和维护。

  4)   SimuLib提供各种通用算法、函数和设备的数学模型库,相当于COSIM下的元素模型库。

  SimuWorks的各部分高度地集中在一起,用户在一个界面下即可完成仿真模型的开发、运行和调试的全部过程。

四、综合仿真一体化支撑平台

  COSIM的优势在于采用了高层体系结构HLA,便于构建大型复杂协同仿真系统,但是其单机建模能力和调试环境比较差。而SimuWorks恰恰弥补了COSIM的这个缺点,再加上其本身具备的实时数据库、图形化建模、以及强大的在线调试能力,二者结合很好地实现了综合仿真一体化支撑平台的要求。

  如下图所示为潜艇武器系统综合仿真系统的构成,其中红色点划线框中为综合仿真一体化支撑平台,它由COSIM和SimuWorks共同组成,二者通过SimuWorks与COSIM集成的接口软件有机地结合在一起。

潜艇武器系统综合仿真系统的构成

  下部的潜艇武器系统各个分系统的数学模型,是在SimuBuilder中组态开发,并在SimuEngine支撑下运行和调试正确后,通过接口软件转化为在COSIM下运行的成员模型。

  在SimuWorks中开发和运行数学模型时,都要用到模块资源库SimuLib,为了使得数学模型转化后的成员模型能在COSIM下运行,还需要将SimuWorks的SimuLib通过接口软件转换为COSIM的元素模型库。

  为了做到底层模型的互用,避免重复开发,接口软件也支持将COSIM的元素模型库转化为SimuLib,以便在SimuWorks中直接使用。

  SimuEngine也支持通过接口软件与COSIM进行数据通讯,使得SimuWorks下的数学模型与COSIM下的成员模型可以协同仿真运行,以便于进行模型的开发和调试。

五、应用效果

  通过将SimuWorks与COSIM集成,取长补短,既方便了模型的开发和调试,又实现了基于HLA的复杂系统协同仿真的功能。通过在潜艇武器系统综合仿真系统中的应用,开发效率大大提高,取得了良好的应用效果,也为后续的进一步开发打下了坚实的基础。

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