[发明专利]一种基于硬件在环分布式仿真平台及仿真方法

说明书

本发明提供一种基于硬件在环分布式仿真平台及方针方法，本发明所提供的基于硬件在环分布式仿真平台包括：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。

技术领域

本发明为一种基于硬件在环分布式实时仿真平台的超实时仿真方法，具体为通讯为硬件的实时平台上实现超实时仿真的功能。

背景技术

在目前超实时仿真技术中，都是基于仿真平台为超实时的情况下进行，且各模块之间的通讯模块均为软件模拟，无法满足通讯模块为硬件的超实时仿真要求。

目前在天上运行的大部分飞行器，一个任务周期较长，少则一两天，多则一个多月。在飞行器整个任务周期中，大部分时间并不需要对飞行器进行操控，且操控只有在卫星过境时才能进行。

如果在实时仿真平台对这种长周期的任务进行仿真，仿真时间长，代价高，而且发现问题后再更改算法，再仿真，这对于当前高密集的卫星任务来说，显然不可取。而对于卫星系统来说，测量信息与控制算法为分布式的，且运行状态为实时运行，因而有必要在实时仿真平台上实现超实时仿真功能。现有的超实时仿真技术中，动力学（测量信息）、控制算法、控制加速等模块均运行在同一台机器上，通讯模块为软件模拟，且不能将真实星载计算机应用到超实时仿真系统中。本发明要解决的问题为采用分布式仿真的方法，实现软硬件结合的通讯仿真，并将真实星载计算机接入仿真系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的实时仿真平台对长周期的任务进行仿真时存在仿真时间长，代价高的问题；为解决所述问题，本发明提供一种基于硬件在环分布式仿真平台及仿真方法。

本发明提供的基于硬件在环分布式仿真平台，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。

进一步，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。

进一步，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。。

进一步，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。