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1 概述

多域并行協同控制半實物仿真平臺是一套集成系統化半實物仿真測試以及編隊算法開發演示實驗平臺，可以滿足客戶進行海陸空天協同編隊半實物仿真、部組件測試及復雜協同控制算法設計的需求。

平臺包括一套上位開發主機、4套多核高性能實時仿真機、20套部組件實時仿真機、4套三軸轉臺動態模擬器以及配套反射內存網絡等，該平臺主要以多域并行協同控制仿真開發為重點，構建多域并行協同控制演練及科研驗證平臺。

2 系統特點

基于Links-RT實時仿真系統的多域并行協同控制半實物仿真平臺具有如下特點：

1. 基于模型工程的設計開發思路；

2. 支持無人機、無人車、無人船、衛星等被控對象的控制系統設計驗證；

3. 支持無人機、無人車、無人船、衛星等被控對象快速控制原型設計；

4. 支持軟硬件接口擴展，實現跨域編隊模型系統驗證；

5. 支持多個無人機、無人車、無人船、衛星控制器在環仿真實驗；

6. 支持多個無人機、無人車、無人船、衛星在同一場景下的聯合集群態勢仿真驗證；

7. 支持集成三軸轉臺、運動模擬器等設備進行硬件在環測試；

8. 支持各域系統部組件在環仿真測試以及真假件數據切換，包括傳感器、傳動機構、舵機、控制器、鏈路接口等；

3 系統設計

多域并行協同控制半實物設備采用“上-下”位機架構，上位機是1臺Windows開發主機，是用戶進行各領域控制系統設計、工程管理、數據監視存儲、態勢顯示的環境；下位機是若干套集成的實時仿真機，分域運行無人機、無人車、無人船、衛星數字模型、環境模型以及各部組件模型實時代碼，并通過反射內存網進行數據交互，實現多域并行聯合仿真的目標。

系統的總體架構如下圖所示：

圖1 系統總體架構圖 

圖2 硬件構成圖

1） 開發仿真主機：基于Windows系統，提供各領域控制系統設計、工程管理、數據監視存儲、態勢顯示的環境；

2） 多域測試仿真機：4套集成的多核高性能實時仿真機，部署CPU處理器、I/O板卡，可通過RS232串口、UDP網口、以太網口、反射內存網等完成各域實時仿真機之間以及與三軸轉臺模擬器裝置等實物構成硬件在環。CPU主要完成各域數字模型、環境模型以及各部組件模型實時代碼的運算，I/O板卡完成信號收發通訊。

3） 三軸轉臺、模擬器：基于多域測試仿真機的仿真數據進行各研究對象運動狀態的模擬，同時可以基于裝載各類傳感器進行動態數據反饋。

4） 部組件虛擬仿真機：20套集成的嵌入式實時仿真機，分4組對各域中研究對象的傳感器檢測、傳動驅動、機構構型、互聯總線、控制決策組件進行仿真模擬測試，根據各組件的功能以及數據傳輸要求配置不同類型的輸入輸出板卡；部組件虛擬仿真機基于反射內存網與其他實時仿真計算機進行數據交互，通過配置的輸入輸出板卡可以連接真實組件進行真假件數據切換實驗。

5） 部署CPU處理器、I/O板卡，可通過RS232串口、UDP網口、以太網口、反射內存網等完成各域實時仿真機之間以及與三軸轉臺模擬器裝置等實物構成硬件在環。CPU主要完成各域數字模型、環境模型以及各部組件模型實時代碼的運算，I/O板卡完成信號收發通訊。

6） 真實部組件：作為系統的真實部組件參與到整個系統的仿真測試，完成硬件在環路的仿真測試；

7） 大屏顯示系統：接收開發主機信號，完成三維視景、態勢畫面顯示；