分布式卫星系统仿真平台研究现状与技术分析

支持分布式卫星系统(DSS)开发和实验的仿真平台是DSS技术发展的关键技术之一,本文对DSS仿真平台现状和关键技术进行了分析。首先对比分析了现有3种典型的仿真平台,认为为追求尽可能高的逼真度,实时分布式仿真成为必然。继而从分布式计算角度分析了实时分布式仿真面临的分布性、实时性、仿真部件互操作性和可重用性的问题,而中间件技术可以很好地解决这些问题。最后讨论了中间件实现模式,并分析了中间件在DSS仿真中3种可能的应用方式。     

通用机上的实时仿真系统

介绍了通用机上的仿真系统的体系结构 ,实时仿真系统的语言规范 ,软件和硬件设计原则及实现方法 ,以及为编译器 ,实时交互 ,I/O控制器提供所有信息的IDB数据库     

银河实时仿真系统

以主控机和外围多处理机YH-F1为中心的实时仿真系统,其硬件配置、软件系统和主要功能均在本文中做了全面扼要的论述。这对组建实时仿真系统具有参考价值。     

基于Spacewire的实时分布式中断系统设计

本文介绍了Spacewire总线的基本特征、协议组成、电气特性和一般使用方法,基于通过Spacewire同时进行数据传输和实时控制的目的,给出了一种基于Spacewire的实时分布式中断系统设计方法,并对典型的总线传输延时特性进行了简要分析.结论适用于航天器控制系统的设计过程.     

分布式干扰仿真研究

在简要分析旁瓣对消原理的基础上,通过建模与仿真对多干扰机分布式干扰对抗雷达旁瓣对消的效果进行了分析,结果表明,多干扰机分布式干扰是对抗旁瓣对消的有效技术途径.     

数据通信与实时仿真

数据通信在实时仿真中，历来是“瓶颈”问题，如今在实时输入输出、高速数据通信和远距实时数据传输等方面涌现出不少成功的技术成果。它们成功的关键就在于使数据传输的软件开销减至最小，以及采用传输速度快且损耗小的光纤通信链。     

细胞化卫星分布式角动量平衡力矩分配算法

针对细胞化卫星姿态控制系统中细胞模块数量多、控制器细胞通信压力大的问题,提出了一种分布式控制力矩分配算法。该力矩分配算法先将力矩分配问题转化为带耦合等式约束的凸优化问题,然后通过分布式的方式求解该优化问题。在力矩分配过程中,控制器细胞只需要提供期望力矩,因此降低了通信压力。同时,该算法在优化目标函数中引入角动量能力因子,使飞轮细胞可以根据自身的角动量水平决定其力矩输出。数值仿真结果表明,该分布式分配算法可以保证分配后的力矩与期望力矩相等,且实现了平衡飞轮系统角动量的目的,进而可以通过卸载部分细胞的角动量来卸载整个飞轮系统的角动量。     

实时仿真应用和管理程序库系统的设计与实现

实时仿真应用和管理程序库系统(简称 RSAS)是一个为实时仿真用户提供任务分配、任务间通讯与任务管理的应用程序库系统。它由五个独立的子程序库组成。本文讨论系统的设计思想与系统的实现方法。     

分布式卫星系统在轨操作的多目标分配

针对空间在轨操作目标分配问题,以分布式卫星系统为研究对象,提出了一种基于粒子群算法的在轨操作多目标分配方法。以分布式卫星机动所消耗的总能量最省为目标函数,建立了在轨操作多目标分配的数学模型。基于固定时间拦截理论,以机动时刻和对应的速度增量作表征,设计实现了单颗卫星最优机动方案。通过合理设计粒子位置与目标分配解的对应关系,采用粒子群算法对问题进行了求解,并详细阐述了算法的实现步骤。算例分析结果表明,建立的模型和算法能够快速得到正确的可行解,可有效解决多约束条件下空间在轨操作的多目标分配问题。     

一种分布式信息融合的航天器实时轨道确定算法

针对传统航天器集中式实时轨道确定方法对计算中心依赖性强、鲁棒性差等问题,在分布式混合信息滤波算法(DHIF)的基础上,提出一种基于分布式信息融合的航天器实时轨道确定算法。通过该算法各测站融合自己和邻居节点的状态信息及量测信息,可同时对目标航天器进行局部实时定轨。该算法支持包含多类型传感器的观测网络,对定轨系统局部变化适应性强。仿真结果表明,该分布式定轨算法使各测站局部定轨精度优于单站滤波定轨精度,且一致逼近于多站集中式滤波定轨精度,测站局部定轨的收敛速度取决于测站网络通信的拓扑结构。     

一种兼顾卫星导航系统星间观测及通信的链路分配算法

卫星导航系统星间采用点波束建立星间链路时,由于星上波束数量小于可建立星间链路的卫星数量,因此便产生了如何有效分配有限波束来建立星间链路的问题。针对该问题首先利用星座运行的周期性提出了一种适用于星间观测及星间通信的拓扑处理方式,并以该拓扑处理方式为基础提出了一种链路分配算法。算法在保证星间观测数量最大化的前提下,以降低整网通信代价为优化目标,尽管为了保证星间观测数量会不可避免地导致通信性能的部分损失,但是仿真结果表明算法的性能整体上优于铱星系统所采用的网状链路分配方法的性能。     

某型弹道式飞行器分布式测试训练系统设计

针对弹道式飞行器技术准备流程复杂、测试仪器与设备体系庞大、施训环节易受制约等问题,提出了一种基于分布式交互仿真技术的测试训练系统框架.在分析某型弹道式飞行器测试训练系统功能需求基础上,在Visual C++6.0集成开发环境下,采用虚拟仪器仪表技术和高端数据采集技术设计了与实装软硬件人机接口一致的模拟系统;采用面向对象...     

一种实时测控集群数据处理进程软件控制方法

在基于集群架构的实时测控系统上,通过软件设计实现一种满足数据处理实时性和系统高可用的集群数据处理进程控制方法。计算节点运行的数据处理进程采用多线程设计,对时间驱动线程和数据驱动线程分别设计了工作信号处理流程。实践证明方法不但能够保证计算节点完成数据处理任务的实时性和可靠性,还能动态完成集群节点的任务迁移和故障恢复,提高了测控集群系统的实时性和可用性,从而有效发挥集群系统架构在测控系统中应用的优势。     

低轨星座系统中呼叫优先级策略研究及仿真

针对低轨星座系统中话音业务的新呼叫和切换呼叫服务优先级设定问题,以呼叫完成 率为衡量指标,理论分析切换呼叫与新呼叫的比例对呼叫完成率的影响,提出一种动态分配 保护信道策略。该策略根据小区中切换呼叫和新呼叫的比例改变新呼叫使用保护信道的概 率,从而调整切换呼叫和新呼叫的服务优先级。仿真结果表明在强制中断概率允许的范围内 可以达到更好的呼叫完成率。
     

基于移动机器人的运动学半物理系统的规划方法

针对基于移动机器人的半物理系统运动精度较差,需要机械臂对移动机器人进行实时精度补偿的问题,提出了一种以超冗余机械臂为规划对象的整体规划方法.该方法将整体系统等效为一个超冗余机械臂,并且根据该超冗余机械臂的自运动特性调整关节构型,使其远离关节极限并且最大化灵活操作能力,为后续的实时补偿控制创造条件.最后将该算法在实际搭建...     

一种应用于多飞行器跟踪拍摄的控制系统 半实物仿真虚拟环境设计与实现

针对多飞行器跟踪拍摄的控制系统仿真验证需求,在飞行器控制系统半实物仿真试验中,原有图像测量装置及目标模拟器在目标识别过程中试验成本高、调试复杂程度高的问题,设计实现了一种基于头体相对位置的图像测量实物等效装置,解决了试验准备周期长、试验成本高的问题。试验结果表明,图像测量装置实物等效器闭路制导仿真试验技术既逼近了实际应用环境,提高了试验的真实性和可靠性,又降低了试验成本。