[發(fā)明專利]連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真推進(jìn)方法及裝置、設(shè)備及介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112463326A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃曉冬;謝孔樹;簡濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空大學(xué)
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F16/23
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 陳新生

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真推進(jìn)方法及裝置、設(shè)備及介質(zhì)，該方法包括：針對連續(xù)系統(tǒng)仿真時間推進(jìn)，整個系統(tǒng)按照最小步長推進(jìn)仿真時間，其中仿真對象的時間推進(jìn)步長為最小步長的整數(shù)倍；針對離散事件，將事件劃分為同步事件和異步事件，同步事件產(chǎn)生后立即執(zhí)行，異步事件根據(jù)時戳大小在事件隊(duì)列中按先后排序，當(dāng)仿真時間推進(jìn)到時戳?xí)r調(diào)度和執(zhí)行異步事件，仿真對象隨仿真時間的推進(jìn)改變仿真對象的狀態(tài)，該方法綜合了時間步進(jìn)與事件推進(jìn)兩者的優(yōu)點(diǎn)，拓寬應(yīng)用范圍，提高仿真推進(jìn)和調(diào)度的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真推進(jìn)方法及裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

仿真裝置運(yùn)行的效率最終體現(xiàn)在仿真時間推進(jìn)的速率上，因此，如何提高推進(jìn)速率是仿真的關(guān)鍵問題之一。目前，仿真裝置有兩種基本的推進(jìn)機(jī)制，基于時間步進(jìn)的推進(jìn)機(jī)制和基于事件的推進(jìn)機(jī)制。基于時間步進(jìn)的推進(jìn)機(jī)制以邏輯時間為變量計算裝置狀態(tài)的變化，每次仿真推進(jìn)邏輯時間遞增一個固定的步長，并根據(jù)這個時間步長計算裝置的最新狀態(tài)。仿真步長在運(yùn)行之前根據(jù)裝置和模型特點(diǎn)確定，在整個仿真過程中通常維持不變。

基于事件的仿真推進(jìn)機(jī)制即根據(jù)未來一段時間內(nèi)即將發(fā)生的所有事件的最小發(fā)生時刻作為下一個仿真推進(jìn)到的時刻，仿真時間的推進(jìn)步長不是固定的，是根據(jù)事件發(fā)生的時刻而不斷調(diào)整的。事件推進(jìn)機(jī)制不存在多余的計算，具有最高的仿真精度，但卻沒有提供調(diào)整仿真效率和仿真精確度的手段。而且，當(dāng)仿真裝置中事件數(shù)越多、事件發(fā)生得越頻繁、越密集時，仿其仿真推進(jìn)的效率就越低。當(dāng)在一定仿真時間內(nèi)發(fā)生大量的事件時，采用下次事件時間仿真推進(jìn)機(jī)制的效率比固定步長時間推進(jìn)機(jī)制的仿真效率還要低。

固定步長時間推進(jìn)機(jī)制適用于事件發(fā)生在時間軸上呈均勻分布的情況，而基于事件的推進(jìn)機(jī)制則適用于對事件在時間軸上比較稀疏并且非均勻的情況。通常，連續(xù)裝置被采樣離散化后，采樣點(diǎn)在時間軸上是均勻分布的，因此，固定步長時間推進(jìn)機(jī)制適合于連續(xù)裝置仿真；而離散事件裝置以事件作為狀態(tài)驅(qū)動的因素，則適合采用基于事件的推進(jìn)機(jī)制。

目前，主流的仿真技術(shù)構(gòu)架在離散事件仿真DEVS理論基礎(chǔ)上，DEVS在解決離散事件為裝置主要驅(qū)動時的仿真是非常有效的，但對于連續(xù)裝置仿真或連續(xù)－離散混合裝置的仿真，DEVS顯得比較生硬而且低效。但是，現(xiàn)實(shí)世界建模仿真時，大部分情況面對的裝置是連續(xù)離散的混合裝置，這類裝置既要模擬連續(xù)的時間推進(jìn)中發(fā)生的狀態(tài)改變，也要模擬離散的事件導(dǎo)致的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。比較典型的連續(xù)離散的混合裝置是戰(zhàn)場模擬裝置，這類裝置既要模擬各種裝備連續(xù)的運(yùn)動情況，也要模擬事件(如開火、發(fā)射、爆炸)對裝置的影響。

因此，如何提供一種連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真推進(jìn)方案，能夠綜合了時間步進(jìn)與事件推進(jìn)兩者的優(yōu)點(diǎn)，拓寬應(yīng)用范圍，提高仿真推進(jìn)和調(diào)度的效率是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真推進(jìn)方法及裝置、設(shè)備及介質(zhì)，能夠綜合了時間步進(jìn)與事件推進(jìn)兩者的優(yōu)點(diǎn)，拓寬應(yīng)用范圍，提高仿真推進(jìn)和調(diào)度的效率。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真推進(jìn)方法，其特征在于，包括：

針對連續(xù)系統(tǒng)仿真時間推進(jìn)，整個系統(tǒng)按照最小步長推進(jìn)仿真時間，其中仿真對象的時間推進(jìn)步長為最小步長的整數(shù)倍；

針對離散事件，將事件劃分為同步事件和異步事件，同步事件產(chǎn)生后立即執(zhí)行，異步事件根據(jù)時戳大小在事件隊(duì)列中按先后排序，當(dāng)仿真時間推進(jìn)到時戳?xí)r調(diào)度和執(zhí)行異步事件；

仿真對象隨仿真時間的推進(jìn)改變仿真對象的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述針對離散事件，將事件劃分為同步事件和異步事件，同步事件產(chǎn)生后立即執(zhí)行，異步事件根據(jù)時戳大小在事件隊(duì)列中按先后排序，當(dāng)仿真時間推進(jìn)到時戳?xí)r調(diào)度和執(zhí)行異步事件包括：

獲取仿真對象的事件，所述事件包括時間戳；