[发明专利]一种同步控制多架飞机的仿真方法

权利要求书

1.一种同步控制多架飞机的仿真方法，改进了传统的“飞机同步控制”仿真方法，其特征在于：利用RTX信号量对多个飞机模型进行“互斥”操作，利用RTX定时器对仿真步长进行控制，利用RTX体系结构对仿真系统进行部署；该方法由飞机模型[1]、RTX信号量[2]、共享内存[3]和用户程序[4]共计四个部分组成，对各部分具体描述如下：

飞机模型[1]：它包括“输入向量组”[5]、“输出向量组”[6]和“解算主体”[7]；其功能为，从用户程序[4]获得“输入向量组”[5]的最新值，再通过“解算主体”[7]的解算，最后产生“输出向量组”[6]的当前值；

RTX信号量[2]：是保障进程之间同步执行的一种机制；在本发明中用于多个飞机模型之间进行同步控制；

共享内存[3]：是在计算机中开辟的一段“特殊的内存”，用于在飞机模型[1]和用户程序[4]之间进行实时通信；

用户程序[4]：是“同步控制多架飞机仿真”的总控制台；用户程序[4]通过共享内存[3]从飞机模型[1]获得飞机的当前状态，同理，通过共享内存[3]向飞机模型[1]传送控制向量。

2.根据权利要求1所述的一种同步控制多架飞机的仿真方法，其特征在于：飞机模型[1]依照RTX体系结构进行构建，包括“输入向量组”[5]、“输出向量组”[6]和“解算主体”[7]；它描述了一个飞机的所有特征，包括质量和惯量计算系统、发动机系统、多普勒雷达系统、武器系统、燃油系统等；它是一个基于“飞行动力学”的仿真系统，在每一个仿真周期中都能够自行进行一次解算；其中，各组成部分的特征如下：

“输入向量组”[5]是飞机模型[1]涉及到的所有输入量的组合，包括升降舵偏角度数、飞机副翼偏角度数、方向舵偏角度数、油门杆开度、刹车手柄状态、飞机起落架收放开关状态、减速板收放开关状态、飞机襟翼收放开关状态等；

“输出向量组”[6]是飞机模型[1]涉及到的所有输出量的组合，包括飞机的位置、飞机的姿态、飞机的迎角量、飞机的侧滑量、飞机的速度、飞机的加速度、飞机发动机的转速等；

“解算主体”[7]是飞机模型[1]的解算结构，由一组微分方程组成；它根据飞机当前的状态，用“输入向量组”的值[5]去控制飞机，使之产生“输出向量组”[6]的值，以期达到预定的飞行效果；它反映了飞机的动力学特性，是一个反馈迭代的动态过程。

3.根据权利要求1所述的一种同步控制多架飞机的仿真方法，其特征在于：利用RTX信号量[2]对多个飞机模型[1]进行“互斥”；RTX信号量[2]克服了微软Windows平台“线程模型”和“线程调度机制”带来的“进程可侵占”问题；飞机模型[1]作为一种“特殊的操作系统进程”通过RTX信号量机制使它们严格地按顺序“依次”被响应，从而保证了飞机模型[1]的同步。

4.根据权利要求1所述的一种同步控制多架飞机的仿真方法，其特征在于：利用了共享内存[3]，在操作系统进程之间快速交换数据；共享内存[3]是在计算机中开辟的一段“特殊的内存”，用于在飞机模型[1]和用户程序[4]之间进行数据交换；共享内存[3]保证了飞机模型[1]和用户程序[4]之间通信的实时性。

5.根据权利要求1所述的一种同步控制多架飞机的仿真方法，其特征在于：用户程序[4]负责通过共享内存[3]从飞机模型[1]获得飞行状态，同时通过共享内存[3]向飞机模型[1]输送控制向量；用户程序[4]是整个系统的总控制台；用户程序[4]还要负责“同步控制多架飞机仿真”的可视化显示和实验结果的收集。

6.根据权利要求1所述的一种同步控制多架飞机的仿真方法，其特征在于：利用了RTX定时器[8]，其仿真效果符合实时仿真的要求；RTX定时器[8]的分辨率为100纳秒，最低定时器周期为100微秒，计时误差小于10微秒。