[發明專利]一種同步控制多架飛機的仿真方法

無效

• 申請號: 201010605586.6
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102122136A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 尹云飛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種同步控制多架飛機的仿真方法，改進了傳統的“飛機同步控制”仿真方法，其特征在于：利用RTX信號量對多個飛機模型進行“互斥”操作，利用RTX定時器對仿真步長進行控制，利用RTX體系結構對仿真系統進行部署；該方法由飛機模型[1]、RTX信號量[2]、共享內存[3]和用戶程序[4]共計四個部分組成，對各部分具體描述如下：

飛機模型[1]：它包括“輸入向量組”[5]、“輸出向量組”[6]和“解算主體”[7]；其功能為，從用戶程序[4]獲得“輸入向量組”[5]的最新值，再通過“解算主體”[7]的解算，最后產生“輸出向量組”[6]的當前值；

RTX信號量[2]：是保障進程之間同步執行的一種機制；在本發明中用于多個飛機模型之間進行同步控制；

共享內存[3]：是在計算機中開辟的一段“特殊的內存”，用于在飛機模型[1]和用戶程序[4]之間進行實時通信；

用戶程序[4]：是“同步控制多架飛機仿真”的總控制臺；用戶程序[4]通過共享內存[3]從飛機模型[1]獲得飛機的當前狀態，同理，通過共享內存[3]向飛機模型[1]傳送控制向量。

2.根據權利要求1所述的一種同步控制多架飛機的仿真方法，其特征在于：飛機模型[1]依照RTX體系結構進行構建，包括“輸入向量組”[5]、“輸出向量組”[6]和“解算主體”[7]；它描述了一個飛機的所有特征，包括質量和慣量計算系統、發動機系統、多普勒雷達系統、武器系統、燃油系統等；它是一個基于“飛行動力學”的仿真系統，在每一個仿真周期中都能夠自行進行一次解算；其中，各組成部分的特征如下：

“輸入向量組”[5]是飛機模型[1]涉及到的所有輸入量的組合，包括升降舵偏角度數、飛機副翼偏角度數、方向舵偏角度數、油門桿開度、剎車手柄狀態、飛機起落架收放開關狀態、減速板收放開關狀態、飛機襟翼收放開關狀態等；

“輸出向量組”[6]是飛機模型[1]涉及到的所有輸出量的組合，包括飛機的位置、飛機的姿態、飛機的迎角量、飛機的側滑量、飛機的速度、飛機的加速度、飛機發動機的轉速等；

“解算主體”[7]是飛機模型[1]的解算結構，由一組微分方程組成；它根據飛機當前的狀態，用“輸入向量組”的值[5]去控制飛機，使之產生“輸出向量組”[6]的值，以期達到預定的飛行效果；它反映了飛機的動力學特性，是一個反饋迭代的動態過程。

3.根據權利要求1所述的一種同步控制多架飛機的仿真方法，其特征在于：利用RTX信號量[2]對多個飛機模型[1]進行“互斥”；RTX信號量[2]克服了微軟Windows平臺“線程模型”和“線程調度機制”帶來的“進程可侵占”問題；飛機模型[1]作為一種“特殊的操作系統進程”通過RTX信號量機制使它們嚴格地按順序“依次”被響應，從而保證了飛機模型[1]的同步。

4.根據權利要求1所述的一種同步控制多架飛機的仿真方法，其特征在于：利用了共享內存[3]，在操作系統進程之間快速交換數據；共享內存[3]是在計算機中開辟的一段“特殊的內存”，用于在飛機模型[1]和用戶程序[4]之間進行數據交換；共享內存[3]保證了飛機模型[1]和用戶程序[4]之間通信的實時性。

5.根據權利要求1所述的一種同步控制多架飛機的仿真方法，其特征在于：用戶程序[4]負責通過共享內存[3]從飛機模型[1]獲得飛行狀態，同時通過共享內存[3]向飛機模型[1]輸送控制向量；用戶程序[4]是整個系統的總控制臺；用戶程序[4]還要負責“同步控制多架飛機仿真”的可視化顯示和實驗結果的收集。

6.根據權利要求1所述的一種同步控制多架飛機的仿真方法，其特征在于：利用了RTX定時器[8]，其仿真效果符合實時仿真的要求；RTX定時器[8]的分辨率為100納秒，最低定時器周期為100微秒，計時誤差小于10微秒。