[发明专利]一种基于硬件在环分布式仿真平台及仿真方法

权利要求书

1.一种基于硬件在环分布式仿真平台，其特征在于，包括：实时动力学平台、实时控制算法平台、控制加速平台；当仿真平台由实时仿真向超实时仿真切换时，所述控制加速平台向所述实时动力学平台、实时控制算法平台分别发送加速倍数信号；当仿真平台由超实时仿真向实时仿真切换时，加速倍数信号为1或者不发送加速倍数信号；

当实时控制算法平台实时仿真步长累加值与加速后的控制周期相等时，所述实时控制算法平台向实时动力学平台发送控制指令；所述实时动力学平台根据所述控制指令和加速倍数信号进行动力学仿真，并将仿真得到的测量信息发送到实时控制算法平台；

所述实时控制算法平台包括控制算法触发加速模块，控制算法触发加速模块产生触发信号，用于触发控制算法的运行，其实现的步骤为：加速后的控制周期=加速前的控制周期÷加速倍数；产生并输出触发信号的时机为：实时控制算法平台实时仿真步长累加和与加速后的控制周期相等的时刻；实时控制算法平台实时仿真步长累加和在控制触发信号输出后，累加和要清零并重新累加；

实时动力学平台的仿真周期t_dyn小于或者等于实时控制算法平台与实时动力学平台的通讯周期t_com,实时控制算法平台的控制算法计算周期t_ctr小于等于实时控制算法平台与实时动力学平台的通讯周期t_com。

2.依据权利要求1所述的基于硬件在环分布式仿真平台，其特征在于，若实时控制算法平台为普通PC机时，实时动力学平台、实时控制算法平台、控制加速平台之间通过反射内存及光纤相连；若实时控制算法平台为真实星载计算机时，实时动力学平台、控制加速平台与实时控制算法平台连接方式为RS422连接，实时动力学平台与控制算法平台的连接方式为反射内存及光纤连接。

3.依据权利要求1所述的基于硬件在环分布式仿真平台，其特征在于，所述实时动力学平台包括：时间加速模块，所述时间加速模块提取硬件时钟的时间作为实时时间基准，并计算超实时仿真步长和超实时仿真时长，计算公式为：

Δt_{_rel}=(t_{_rel})_k-(t_{_rel})_k-1

Δt_{_vir}=n*Δt_{_rel}

(t_{_vir}）_k =（t_{_vir}）_k-1+(Δt_{_vir})_k，

其中，(t_{_rel})_k为第k个实时仿真周期的结束时间，Δt_{_rel}为实时仿真步长，Δt_{_vir}为超实时仿真步长，（t_{_vir}）_k为第k个实时仿真周期的结束时间，n为加速倍数。

4.依据权利要求3所述的基于硬件在环分布式仿真平台，其特征在于，所述实时动力学平台还包括：姿态动力学加速模块和轨道动力学加速模块；所述姿态动力学加速模块采用时间切片原理、泰勒展开及多次迭代嵌套的方法进行姿态动力学积分，所述轨道动力学加速模块采用时间切片原理、四阶龙哥库塔积分及多次迭代嵌套的方法进行轨道动力学积分；所述姿态动力学积分和轨道动力学积分的步长为Δt_{_q}=Δt_{_rel}÷m，Δt_{_qvir}=n*Δt_{_q}，其中，Δt_{_q}为单次嵌套积分步长，m为嵌套次数, Δt_{_qvir}为超实时仿真步长。

5.依据权利要求3所述的基于硬件在环分布式仿真平台，其特征在于，所述实时动力学平台还包括喷气限幅输出模块，所述喷气限幅输出模块在实时的情况下，单个仿真周期最大喷气脉宽输出=实时仿真步长；超实时仿真时，单个仿真周期最大喷气脉宽输出=实时仿真步长*加速倍数；最大喷气脉宽输出=实时仿真等效推力÷实时仿真实时间÷加速倍数。