虚拟试验支撑框架VITA研究与实现

虚拟试验验证技术可为复杂航天产品的试验验证提供有效的技术支撑。本文主要介绍了虚拟试验支撑框架VITA研究与实现情况,包括其系统组成及主要技术特点,重点介绍系统实现方案及其在飞行器研制过程中的应用情况。实践表明VITA支持对产品关键系统的技术性能验证,有效解决了产品难以开展大系统联合试验的难题。     

组合几何蒙特卡罗粒子输运支撑软件框架JCOGIN介绍

介绍了JCOGIN支撑软件框架层次式、模块化的体系结构及其核心数据结构。这些使得JCOGIN软件框架能够支撑大规模复杂几何的蒙特卡罗（MC）粒子输运并行计算。同时介绍了在JCOGIN支撑软件框架下研发的JMCT程序,并进行了性能测试,在2万处理器核上模拟20亿粒子,并行效率达到70%。     

组合几何蒙特卡罗粒子输运支撑软件框架JCOGIN介绍

介绍了JCOGIN支撑软件框架层次式、模块化的体系结构及其核心数据结构。这些使得JCOGIN软件框架能够支撑大规模复杂几何的蒙特卡罗（MC）粒子输运并行计算。同时介绍了在JCOGIN支撑软件框架下研发的JMCT程序,并进行了性能测试,在2万处理器核上模拟20亿粒子,并行效率达到70%。     

飞行器性能样机虚拟试验系统研究与实现

为实现航天飞行器研制中性能样机模型的充分利用,提出了飞行器性能样机虚拟试验系统的总体方案,通过试验基础数据库、试验数据管理、验证辅助工具、虚拟试验应用等子系统划分和工作流程设计,提供对虚拟试验的全流程支持。系统突破了试验数据对象化管理、试验流程建模等关键技术,并基于虚拟试验支撑平台VITA完成了相应系统实现,在多个飞行器研制过程中开展了典型应用。     

基于CppUnit的虚拟试验单元测试研究

虚拟试验是通过大量平台软件验证实物试验的可行性,达到“以实验虚 以虚辅实 以虚预实”的目的。这对平台软件的稳健性具有较高的要求,软件测试是提高软件产品质量的重要手段,而其中的单元测试是对软件模块的功能测试。CppUnit主要用于实现对软件的单元测试,本文基于CppUnit提出了一种应用于虚拟试验平台软件的单元测试方法,实现了对平台软件功能的单元测试,平台使用者在软件开发阶段不仅能较好地验证软件的稳健性,而且能提高虚拟试验验证的效率,为实物试验提供参考依据。     

一种虚实结合的联合试验系统及方法

虚拟试验正朝着“虚实结合”和“综合集成”的方向发展,将实物设备与数学模型集成起来进行联合试验现已成为虚拟试验中“虚实结合”的有效手段,文章给出了一种将实物设备与数学模型进行联合试验的系统及方法,设计了模型包装器、实时网与RTI网的桥接器,论述了系统的时间管理方式,并在某型号的联合试验中得到了验证,将以反射内存网连接的半实物系统与以HLA连接的防御系统互联进行联合试验,考核型号的总体指标,应用表明该系统与方法具有良好的复用性、可扩展性和互操作性。     

面向虚拟试验的可视化对象建模工具设计与实现

虚拟试验在现代军工产品研发过程中显得日益重要,但基于虚拟试验的可视化建模却并未得到充分关注。文中针对虚拟试验在军工产品研发中的应用,设计了虚拟试验定义语言(VITA Definition Language,VDL)原型,基于该语言,设计了可视化建模工具,具有VDL代码和可视化模型双向转化、可视化建模等功能,并论述了实现该工具需要的关键技术,包括VDL模型定义、可视化模型转化为VDL代码、VDL代码的解析和可视化模型自动生成等,最后给出了该可视化建模工具的实现以及对该工具进一步工作的展望。     

面向服务的物联网应用支撑系统的设计与实现

针对物联网应用中感知设备与业务交互日趋频繁复杂所带来的碎片化问题,提出一种面向服务的物联网应用支撑系统。利用SOA三元域软件模型将实际应用业务与感知设备之间的基础性业务流程,以服务形式抽象。融合中间件技术,构建一个屏蔽异构的应用支撑系统,系统以服务松耦合形式完成物理性数据向信息化数据过渡的映射过程,使实际业务与感知设备之间实现透明交互。设计模型以企业级开发进行系统实现,并在实际液化石油气监测应用中进行部署测试,测试表明该系统能够实现基础操作碎片化的消除,在企业级指标范围内很好地完成应用服务的交互。     

固体火箭发动机虚拟试验技术初探和应用

为改进固体火箭发动机传统试验模式存在的资源瓶颈、试验性能难以预示等问题,在固体火箭发动机试验与测试领域引入虚拟试验技术,设计并开发了固体火箭发动机虚拟试验基础系统;阐述了固体火箭发动机试验模型、试车架模型的建模方法,利用均匀设计方法分析影响内弹道数据的主要因素权重,以修正虚拟试验内弹道数据;针对某型号固体火箭发动机进行虚拟验证,试验结果表明,虚拟试验基础系统在一定程度上具有与真实固体火箭发动机地面试验相似的流程和功能,通过修正虚拟试验内弹道数据,进一步降低了虚拟试验结果与真实试验结果间的误差,为深入开展固体火箭发动机虚拟试验技术研究奠定了基础。     

面向虚拟试验的可视化应用生成工具研究与实现

虚拟试验能够很好的辅助实物试验,缩短型号研制周期,降低研制费用。虚拟试验应用工程是开展虚拟试验的基础,本文基于GEF图形编辑器,研究并实现了一种面向虚拟试验可视化应用生成工具,具有可视化应用工程编辑、应用工程框架代码生成等功能。支持在可视化界面中定义VOM图元和APP图元之间的发布、订阅关系,最终生成应用工程框架,并通过应用实例验证了该可视化应用生成工具的实用性,较好的提高了虚拟试验应用工程的开发效率。     

试验训练使能体系结构(TENA)的进展与应用情况

未来的作战与训练概念高度依赖于以网络为中心的作战能力,美国国防部认为迫切需要在试验与训练领域建立一种能克服当前“烟囱式”设计、实现靶场资源之间互操作、重用和可组合的新技术。美军借鉴了多种体系结构的研究和应用成果,构建了试验训练使能体系结构(TENA)。本文对TENA的进展、在美军靶场中的最新应用情况及未来发展方向进行阐述,并描述了针对我国靶场资源现状所带来的启示。该体系结构将为未来开发精细强大的试验和训练系统提供必要的支撑。     

面向虚拟试验的可信度评估工具设计与实现

虚拟试验技术在航天领域得到了越来越广泛的应用,尤其是在多专业耦合仿真方面,但是面向虚拟试验的可信度评估工具方面的建设与研究未得到充分关注。针对虚拟试验分析阶段的工程需求,设计并实现了虚拟试验可信度评估工具,涵盖了评估对象管理、评估专家管理、指标体系构建、可信度评估等功能模块。此外,该工具还提供了虚拟试验与实物试验的数据库接口,有效了支撑虚实比对工作,进一步规范了虚拟试验的分析流程与分析内容,有效提升了工作效率。     

基于SEDRIS的虚拟试验合成环境建模技术研究

为解决合成环境的统一描述和可交互问题,在分析合成环境数据表示与转换标准SEDRIS基础上,提出了基于SEDRIS的虚拟试验合成环境建模方法,针对大气、红外、电磁等3类自然环境,给出了实现环境数据表示和转换的技术途径。通过系统开发,实现了4种试验环境条件下对产品性能的验证与评估,建立的环境模型具有良好的交互性,建模方法可应用于多种试验环境的描述,为虚拟试验合成环境模型体系、标准规范和辅助工具的形成打下了基础。     

基于虚拟仪器的舵机综合测试系统设计

为了在实验室条件下模拟舵机系统实际飞行时所受的气动载荷,实现舵机部件和整机的动静态测试,设计了基于虚拟仪器的舵机综合测试系统。针对舵机测试系统自动化化和综合化需求,基于PXI架构和LabWindows/CVI平台,完成了测试系统的硬件设计和软件设计,采用异步定时器实现了实时数据采集,采用tdms数据流实现了大容量高速数据的记录,运用多线程实现了良好的人机交互与流畅的曲线显示,采用ActiveX技术调用Excel实现了测试报表的自动生成。使用和测试结果表明,该测试系统显著提高了舵机测试的效率和精确度以及自动化水平,使用方便,性能稳定,为舵机性能测试和设计优化提供了可靠保障。     

下一代自动测试系统体系结构研究进展

以下一代自动测试系统为研究对象,介绍了它的研制背景,分析了自动测试系统体系结构的开放性要求。简述了关键单元的筛选标准和发展过程,指出了基于关键单元建立的开放式体系结构的意义。研究了硬件结构组成及测试程序集的开发和运行的技术模型,说明了敏捷快速全球作战保障演示验证项目和关键单元的标准制定情况,为我军发展下一代自动测试系统提供参考。     

基于虚拟仪器的VCU自动测试系统设计

在纯电动汽车开发过程中,整车控制器的软件与硬件会频繁更新,为了快速匹配样件、提高测试效率、提升测试吞吐量,设计了通用自动化测试系统。该系统使用TestStand作为测试执行模块。在LabVIEW中开发了一套即时可用的测试动作库和驱动程序,动作库执行测试动作,通过TestStand引擎与驱动程序进行数据交互。设计了测试项目管理软件,覆盖VCU测试全过程并保证可追溯性。实际测试应用表明,该系统可以快速配置测试环境、生成可执行测试序列,能够高效地定位控制器缺陷,且运行稳定、通用性好。     

ATML测试资源与测试需求自动匹配方法研究

基于ATML测试描述文档自动生成测试程序过程中,关键是实现测试资源与测试需求的自动匹配。首先对ATML测试描述文档中测试能力、测试需求、开关、端口、能力与资源的映射等基本数据元素的表示方法进行分析研究,定义了与其对应的C 数据类型。然后在研究图论相关理论的基础上,分析了描述文档中测试路径的表示方法,确定了采用邻接矩阵表示测试路径的方法。最后,在以上研究的基础上,提出了以稀疏矩阵和单链表为基础的测试能力与测试需求匹配算法,实现了测试能力与测试需求的自动匹配。该算法在实际测试程序开发中得到了应用,结果表明该算法能够实现基于ATML描述文档的测试资源与测试需求自动匹配,并能极大提供测试程序开发效率。     

虚拟阵列Khatri-Rao积与子空间联合稀疏表示的DOA估计方法

利用目标信号在空域分布的稀疏性,该文提出了一种基于虚拟阵列Khatri-Rao(KR)积与信号子空间联合稀疏表示的单快拍DOA估计方法;该方法利用单次快拍的采样数据,构造出双向虚拟阵列数据,并对虚拟阵列数据的协方差矩阵进行KR积变换处理,然后对向量化后的数据进行顺序重构,利用重构矩阵的大奇异值对应的左奇异向量为估计信号子空间;最后,利用凸优化工具箱对稀疏模型进行二阶凸规划的优化求解,得到高精度的DOA估计值;仿真实验验证了算法的有效性,在低信噪比下比传统MUSIC和OMP算法具有更高的估计精度。