分布式半实物仿真平台的网络设计

第６期（总第１９９期）　

２０１６年１２月　机械工程与自动化　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ　ＮＯ．６　

Ｄｅｃ．　

文章编号：１６７２—６４１３（２０１６）０６—００６ｌ—Ｏ２　

半实物仿真平台中ＲＰＣ的设计实现米　

刘小舟　，龙　辛　，刘智磊　，朱方镇。　

（１．湖南省风电装备与电能变换协同创新中心（湘潭大学），湖南　湘潭４１１１０５；２．湘电风能有限公司，　

湖南　湘潭　４１１１０５；３．湖南优利泰克自动化系统有限公司，湖南　长沙４１０００５）　

摘要：基于分布式网络设计的半实物仿真平台需要在上位机与底层硬件中实现实时通信任务，基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ　

建模环境的特殊性以及底层嵌入式操作系统的特点，提出一种采用远程网络过程调用（ＲＰＣ）的设计方式，　

在建模环境和底层嵌入式操作系统中分别设计了客户端与服务端，通过对ＡＩＯ模块的１０功能测试验证了本　

方法的可行性。　

关键词：ＲＰＣ服务；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；跨平台通信；半实物仿真　

中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　

０　引言　

对于半实物仿真平台而言，数学建模的便利性是　

其核心指标之一，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ自身提供了强大的仿真功　

能，可以便捷地实现数学模型的构建与仿真，但是其与　

硬件的交互有一定的局限性。因此如果能够提高　

Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与硬件ＩＯ模块交互的便利性，发挥其在数　

学建模方面的优势，将Ｓｉｍｕｌｉｎｋ作为半实物仿真平台　

的上位机建模环境是一个值得探讨的技术方案。在　

ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台上搭建半实物仿真系统，其　

关键之处在于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与硬件实物之间　如何接口［ｉ－３］。本文利用远程网络过程调用（ＲＰＣ）功　

能实现了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中Ｌｉｂ库与底层硬件１０的直接数　

据交互，通过此方法可以较为方便地实现Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与　

硬件ＩＯ数据的交互，可以以此为基础构建半实物仿　

真系统的建模环境。　

・１２６・　《测控技术１２０１５年第３４卷第１０期　

基于半实物仿真平台的组合导航评估系统设计　

吴发林　，赵恒阳　，赵剡　，钟海波　

（１．北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京１００１９１；２．航天恒星科技有限公司，北京１０００８６）　

摘要：导弹弹载组合导航系统的测试评估实现难度大，现有数字仿真和实弹飞行试验难以兼顾准确度、　

有效控制开发成本和研制进度要求。设计了一套基于半实物仿真平台的组合导航评估系统，通过仿真　

计算得到导弹运动轨迹数据，控制ＧＮＳＳ模拟器仿真生成ＧＮＳＳ信号，利用三轴转台和加速度计电流注　入技术模拟角运动和线运动环境，在对采集到的真实ＩＭＵ和ＧＮＳＳ接收机输出数据进行同步的基础上，　

实现实时组合导航算法并对导航结果进行分析评估。该系统可以获得最接近真实情况的测试效果，大　

幅降低研制成本，是一种理想的弹载组合导航评估系统。　

关键词：半实物仿真；组合导航；评估系统　中图分类号：ＴＭ９３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—８８２９（２０１５）１０—０１２６一ｐ４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　

Ｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎ－ｔｈｅ－Ｌｏｏｐ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　

ＷＵ　Ｆａ．１ｉｎ　，ＺＨＡＯ　Ｈｅｎｇ．ｙａｎｇ　，ＺＨＡＯ　Ｙａｎ　，ＺＨＯＮＧ　Ｈａｉ—ｂｅ　

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｏｐｔｏ—Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｐａｃｅ　Ｓｔａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ’Ｓ　ａ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｍｉｓｓｉｌｅ—ｂｏｒｎｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｎａｖｉｇａ—　ｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｉｖｅ　ａｍｍｕｎｉｔｉｏｎ　ｆｌｉｇｈｔ　ｔｅｓｔ　ａｒｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｂａｌａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ａｃｃｕｒａｃｙ　

基于1553B总线的航电系统半实物仿真远程级联

作者：惠言 钱忠洋 周亚光 张刚

来源：《航空维修与工程》2022年第08期

摘要：半实物仿真技术是地面评估航电系统作战效能的重要仿真方法。航电设备因工作原理差异需在不同的物理环境下开展试验，为实现闭环测试，基于1553B总线通信的航电系统要解决传输距离限制问题。本文通过分析1553B总线协议，总结影响传输距离的原因，提出采用光电转换和光纤传输来实现航电设备远程级联。

关键词：航电系统；半实物仿真；1553B总线；光纤传输；远程级联

Keywords： avionics system；hardware-in-the-loop simulation；1553B bus；optical fiber

transmission；remote cascade

1 半实物仿真系统

航空电子系统是现代军用飞机信息化的核心，是信息感知、显示处理和武器交联中心，其性能和技术水平直接决定和影响飞机的整体性能和作战效能。在飞机的全生命周期内，航电系统的功能、性能在研制、加改装以及维修保障期间均有可能发生变化，如何有效评估航电系统的功能和性能是精准定位缺陷和故障、提升飞机战斗力的重要保证。

半实物仿真通过将待测装备加入由计算机软件、数学模型和物理效应设备组成的仿真系统中，可有效评价装备的性能和功能[1，2]。航电系统半实物仿真系统主要包括仿真控制中心、射频仿真实验室和光电仿真实验室，具体描述如下。

1）仿真控制中心由试验控制系统、航電装备仿真器、配套支持设备组成[3]。试验控制系统承担试验设计、任务加载、仿真管理、状态监控和性能评估等任务；航电装备仿真器可替代真实装备接入航电总线，构造航电综合试验环境；配套支持设备指综合试验环境中支持测试任务执行的辅助产品，包括供电、电缆（含总线）、设备台架等。

1 / 9 仿真测试系统

系统概述

FireBlade系统仿真测试平台基于用户实用角度，能够辅助进行系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试，推进了半实物仿真的理论应用，并提出了虚拟设备这一具有优秀实践性的设计思想，在航电领域获得了广泛关注和好评

由于仿真技术本身具备一定的验证功能，因此与现有的测试技术有相当的可交融性。在航电设备的研制和测试过程中，都必须有仿真技术的支持：利用仿真技术，可根据系统设计方案快速构建系统原型，进行设计方案的验证；利用仿真验证成果，可在系统开发阶段进行产品调试；通过仿真功能，还可对与系统开发进度不一致的子系统进行模拟测试等。

针对航电设备产品结构和研制周期的特殊性，需要建立可以兼顾系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试的系统仿真平台。即以半实物仿真为基础，综合系统验证、系统测试、设备调试和快速原型等多种功能的硬件平台和软件环境。

目前，众多研发单位都在思索着如何应对航电设备研制工作日益复杂的情况。如何采取高效的工程技术手段，来保证系统验证的正确性和有效性，是航电设备系统工程的重要研究内容之一，FireBlade 系统仿真测试平台正是在这种大环境下应运而生的。

在航电设备研制工程中的定位设备可被认为是航电设备研制工程中的终端输出，其质量的高低直接关系到整个航电设备系统工程目标能否实现。在传统的系统验证过程中，地面综合测试是主要的验证手段，然而，它首先要求必须完成所有分系统的研制总装，才能进行综合测试。如果能够结合面向设备的仿真手段，则可以解决因部分设备未赶上研发进度导致综合测试时间延长的问题。在以往的开发周期中，面向设备的仿真技术并没有真正得到重视：

（1）仿真技术的应用主要集中在单个测试对象上，并且缺乏对对象共性的重用；

（2）仿真技术缺乏对复杂环境与测试对象的模拟；

（3）仿真技术的应用缺乏系统性，比如各个阶段中仿真应用成果没有实现共享，2 / 9 即系统设计阶段仿真验证的成果，往往没有应用在后期产品测试阶段对设备的验证上。