复杂产品虚拟试验支撑框架

VITA支撑框架作为虚拟试验验证的共性技术支撑平台,主要用于解决复杂航天产品研制试验过程中的异构性、实时性、互联互通等问题。本文提出了一套完整的VITA虚拟试验体系框架,讨论了它的研究背景及体系结构,研究了VITA运行中间件的技术架构,并进行了性能测试,介绍了基于中间件的扩展服务,介绍了VITA目前的应用情况,初步应用表明,VITA支撑框架为复杂产品研发过程提供了有力的虚拟试验技术支持,可在航空、航天等多个行业的复杂产品研发中进行应用。     

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。     

VITA/HLA异构网关自动生成技术研究与实现

虚拟试验验证使能支撑框架(Virtual Test and evaluation enabling Architecture,VITA)是国内具有自主知识产权的虚拟试验核心框架,具有良好的互联互通互操作性能。为充分利用现有高层体系结构(High Level Architecture,HLA)模型和仿真系统的积累成果,开展VITA支撑框架对异构试验系统资源集成技术的研究。本文提出一种可配置的异构网关自动生成技术,并实现了异构网关自动生成器,一方面实现了跨平台应用快速构建,促进了HLA异构系统资源的重用;另一方面,突破了传统网关针对某一特定应用开发的局限性,提高了开发效率,节省了应用开发的人力和时间,降低了应用人员的技术门槛,为大系统虚拟试验应用搭建奠定基础。     

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。     

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。     

运载火箭飞行力学环境虚拟试验及可视化系统设计与实现

运载火箭的飞行力学环境随着飞行过程不断发生变化,而当前无论是基于实物试验还是基于数值分析,火箭的飞行力学环境分析大多针对特定飞行状态和工况而无法给出动态变化信息,因此开展了飞行力学环境虚拟试验及可视化技术研究。基于特征代理模型采用Fortran语言设计了场数据快速预测算法,在采样数值仿真的基础上实现了火箭在大气飞行过程中的动态气动力与气动热环境虚拟试验;采用C++开发了实时分站载荷算法,实现了火箭飞行期间的载荷环境虚拟试验。开发了与运载火箭飞行仿真配合的总线通信接口,并基于EnSight开发了分布式动态可视化系统,通过共享内存的进程间通信方式实现了飞行力学环境的动态显示。结果表明,该系统可以给出火箭飞行力学环境的全局和关注点信息的动态变化,为飞行力学环境精细化分析和直观可视化研究提供了手段。     

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。     

武器装备维修性验证试验方法研究

近年来,我军开始推行武器装备三级维修保障体系向两级维修保障体系转变的维修体制改革。武器装备的维修性是实施装备两级维修保障体制改革的关键,在生产定型阶段对其进行维修性验证试验很有必要。为了进一步完善维修性验证试验方法,以适应维修体制改革的需求,分别对开展武器装备维修性验证试验工作的时机、内容、方法与流程进行了概述;在分析了当前维修性验证试验方法特点的基础上,重点对维修性验证试验工作中的试验方法的选取、样本量确定及样本分配、故障模拟及注入三个关键技术及研究现状进行了总结与归纳;通过对试验关键技术的研究,分析了当前开展维修性验证试验工作存在的问题,对进一步开展维修性验证试验方法研究的内容及方向进行了展望。     

基于VxWorks的某装备自动测试系统设计与实现

针对某装备的实时性测试需求、测试系统通用性和可扩展的需求,设计并研制了一套基于VxWorks操作系统的自动测试系统。该自动测试系统以工控机作为人机交互操作的核心;PXI机箱内置PXI仪器板卡和零槽控制器用于实现测试过程中激励信号的施加和被测对象响应信号的测量;系统软件采用虚拟仪器技术进行开发,虚拟仪器软件可进行二次开发和参数配置,使系统具有通用性和可扩展性。系统采用通用标准化信号接口连接器,保证了系统的扩展能力。     

卫星分系统仿真测试平台设计与实现

卫星三级测试包括设备级测试、分系统级测试和整星级测试,测试成本较为昂贵,为了达到尽早的开展分系统级测试的目的,提出了一种数字仿真环境同单机设备相结合的分系统仿真测试平台的设计方法;通过对各单机设备进行仿真建模,并依据设备间的数据交互方式进行物理实现,为单机设备构建分系统级的测试环境;解决了在缺少单机设备时无法开展分系统级测试的难题;尽早的对单机设备进行分系统级测试,可以在早期就发现单机设备存在的缺陷并进行改正,从而达到节省测试成本的目的。     

基于云测试的自动测试系统体系架构研究

为了解决面临保障任务时,我军现有保障设备对武器装备故障检测周期过长以及测试资源在测试周期中被单个故障装备长时间占用的问题,对基于云测试(Cloud Testing)的自动测试系统(ATS,Automatic Test System)的体系架构进行了研究。以软件可移植性、硬件可互换性和系统互操作性为设计原则,对面向信号测试领域的云测试系统的体系架构进行了分析;在充分研究现有ATS的体系架构及其存在的突出问题的基础上,提出了基于云测试的ATS的软、硬件模型。为构建基于云测试的自动测试系统的开发和相关关键技术的研究提供了以有益的借鉴并打下了坚实的基础。     

基于虚拟测试仪器的诊断技术及在VMTS中应用

故障诊断是一门交叉学科,广泛应用于各个领域,在飞机维修虚拟训练系统(VMTS, Virtual Maintenance Training System)平台基础上,提出基于虚拟仪器进行测试、故障定位的仿真训练策略,构建了基于需求的虚拟测试仪器模型框架,并在VMTS系统中得到应用。通过虚拟测试仪器与推理模块协同配合的方法解决了维修虚拟训练过程中普遍存在的故障诊断类型套路化问题,并且能够完成复杂状态下的故障诊断任务,满足各种故障诊断训练要求,最后以尾桨故障诊断为例,证明该方法的可行性。     

基于LabVIEW的控制阀性能测试评估系统设计

控制阀在工业控制领域扮演十分重要的角色,但目前国内对控制阀性能测试评估系统的研究十分薄弱,常规的仪器仪表很难精确测试控制阀的性能。本文基于NI compactRIO硬件、各类传感器以及Labview软件开发设计了一套控制阀性能测试评估系统,该系统实现了控制阀的在线测试和功能评估,并且可将控制阀各项性能指标评估结果汇集于一张类似体检单的报表显示。采用该系统对某公司的直通气开式薄膜调节阀S9044进行了性能测试评估,实验结果表明,该系统能够精确地测试出调节阀的各项性能指标,且系统软件交互界面良好、扩展性强、精度高。     

基于虚拟仪器的LED光电参数测试系统

在LED产业飞速发展的今天,LED的光学、色度学和电学参数的精确测试对于提高LED的产品质量、满足市场需求具有重要的意义。研究和分析了LED光学色度学电学参数标准化测量的原理、要求及实现方法,并据此设计并实现了光电算一体化的测试系统,使用NI USB6210数据采集卡在虚拟仪器平台上完成了数据采集、算法设计、界面设计的任务,能够根据所测光谱较好地实现对LED峰值波长、峰值波长半宽度、质心波长、色品坐标、纯度、相关色温、正向电压/电流等参数的综合测试。本系统具有界面简洁、算法可靠、结果稳定的优点,使用该系统分别测得五种单色LED的各项参数,测试结果的平均误差小于3%,可见其测试效果较理想,具有较好的一致性。     

通用实物设备接入技术研究与实现

综合试验验证技术正朝着“虚实融合”的方向发展,将实物试验设备接入虚拟试验的支撑平台进行统一试验,成为综合试验验证的一大关键技术。本文提出一种通用的实物设备接入技术,一方面通过用户界面配置,自动生成与实物设备传输协议相匹配的接入网关,解决传输协议异构性问题;另一方面,通过采用嵌入式的硬件协议转换器,实现高效率的实时设备接入。实验证明,协议转换耗时为百微秒级,为实现“虚实融合”的综合试验验证奠定了基础。