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空间延迟容忍网络半物理仿真平台的设计和实现

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电信科学 2016年第7期32卷 82-89页

作者：张思耀吴静江昊相煜帆武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

空间延迟容忍网络(DTN)架构通过"存储—携带—转发"等功能可以有效地支持具有长时延、高误码率、链路频繁通断等特性的深空通信网络。由于深空通信方面应用的实验不易搭载测试,于是,搭建准确可信的半物理仿真平台对深空通信任务的设计... 详细信息

空间延迟容忍网络(DTN)架构通过"存储—携带—转发"等功能可以有效地支持具有长时延、高误码率、链路频繁通断等特性的深空通信网络。由于深空通信方面应用的实验不易搭载测试,于是,搭建准确可信的半物理仿真平台对深空通信任务的设计进行仿真论证是非常必要的。提出了支持各种特定的深空通信任务仿真的空间DTN半物理仿真平台。本仿真平台为深空通信新理论、技术等提供地面仿真与验证,为开展深空通信应用研究提供了分析工具以及测试手段。

关键词：延迟容忍网络深空通信半物理仿真平台 SDN

软件定义空间信息网络半物理仿真平台的构建与应用研究

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软件定义空间信息网络半物理仿真平台的构建与应用研究

作者：张思耀武汉大学

学位级别：硕士

空间信息网络通过信息载体(空间平台)来实时获取、传输和处理空间信息,其中空间平台是一种大范畴,包含有卫星、飞艇以及航空器等等。然而传统的卫星网络存在配置慢,业务调度低效以及不灵活的服务交付等问题,这些都对当前的空间信息网络... 详细信息

空间信息网络通过信息载体(空间平台)来实时获取、传输和处理空间信息,其中空间平台是一种大范畴,包含有卫星、飞艇以及航空器等等。然而传统的卫星网络存在配置慢,业务调度低效以及不灵活的服务交付等问题,这些都对当前的空间信息网络的发展形成桎梏,而这些问题产生的根源在于传统卫星通信系统的设计。新兴的网络技术SDN(Software Defined Network,软件定义网络)的发展,给国内外的研究学者提供了解决的新方法:软件定义空间信息网络。本文对软件定义空间信息网络及其关键技术进行了研究,具体包括以下几个方面:首先,由于目前国内外对于软件定义空间信息网络的研究都只是进行了总体框架的研究,对实现软件定义空间信息网络的关键技术研究较为匮乏。为了进行软件定义空间信息网络的相关技术研究的测试实验,本文根据现有的软件定义空间信息网络架构研究,以及卫星网络的特点(拓扑动态性、链路特性等),以SDN和虚拟化技术为主要技术支撑,搭建了面向SDN的软件定义空间信息网络的半物理仿真平台,部署了 OpenFlow网络设备,在功能上实现了卫星网络拓扑创建、链路参数动态配置、轨迹模拟等模块,初步构建了软件定义空间信息网络实验平台,可以为开展软件定义空间信息网络研究提供了分析工具、测试手段。其次,由于馈线链路会受到影响而导致中断,所以需要在控制器上部署一个网关切换应用来解决链路中断而导致的业务重路由难题。本文在RYU控制器上开发了网关切换应用,将网关切换应用分为两个模块来实现:链路中断检测和网关切换机制。其中链路中断检测是在链路拓扑发现协议模块的基础上开发的,在实时检测拓扑的同时,对必要的信息进行存储和处理。网关切换机制是在恢复机制的基础上开发的,当有馈线链路中断事件发生时,OpenFlow设备通知控制器,控制器则删除受故障影响的流表,并且重新计算工作路径,更新或者下发新的流表规则。通过两个模块的组合来实现快速检测到链路中断,并且迅速切换业务到合适的卫星网关,来解决连路中断导致的业务中断问题,保障网络服务。最后,使用本文搭建的软件定义空间信息网络半物理仿真平台对开发的网关切换应用进行测试,并在相同的空间通信环境下,出现馈线链路中断时,获取重路由到可用的卫星网关上所需要的时间。测试结果证明了基于RYU开发的网关切换应用的有效性。并且,在相同的空间信息网络场景下,软件定义空间信息网络对比传统空间信息网络,基于RYU上开发的网关切换应用对比传统路由,在链路中断时,业务恢复速率优势明显,网络可靠性更高。

关键词：软件定义网络空间信息网络半物理仿真平台 RYU 网关切换应用

船舶综合平台管理系统半物理仿真平台的网络构建技术研究

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船舶综合平台管理系统半物理仿真平台的网络构建技术研究

作者：刘龙哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

舰船综合平台管理系统(IPMS)是目前船舶自动化系统的最新发展方向，它是实现船舶信息化、船岸一体化的基础。为开展IPMS的技术研究、仿真试验、验证研究成果和设计方法的有效性，掌握IPMS的关键技术，开发满足工程应用要求的IPMS，结合... 详细信息

舰船综合平台管理系统(IPMS)是目前船舶自动化系统的最新发展方向，它是实现船舶信息化、船岸一体化的基础。为开展IPMS的技术研究、仿真试验、验证研究成果和设计方法的有效性，掌握IPMS的关键技术，开发满足工程应用要求的IPMS，结合舰船动力实验楼及各种动力试验台架的建设，开展了IPMS半物理仿真平台的开发工作。本文主要针对IPMS半物理仿真平台的网络构建技术进行了理论和应用研究。本文首先通过分析IPMS的关键技术，阐述了IPMS半物理仿真平台的功能与组成，论述了IPMS半物理仿真平台网络构建的必要性和网络的设计要求。其次，重点对IPMS半物理仿真平台网络体系结构和网络互联与系统集成进行了研究，尤其是对基于网关和OPC技术的多种现场总线和工业以太网之间互联与系统集成的方案进行了深入的对比论证和研究，提出了最为合理的网络构建方案，为IPMS半物理仿真平台提供了一个优良的网络平台。最后，以通用串行总线和CAN总线的互联为对象，开发了具有高实时性和可靠性的底层异构网络互连设备：双路冗余的通用现场总线与CAN总线网关。解决了实时冗余切换和可靠性设计问题，保证了网关两侧冗余网络结构的完整性，为其它底层异构网络互连与系统集成提供了应用实例和技术基础。

关键词：船舶综合平台管理系统半物理仿真平台网络集成网关

基于RT-LAB半物理仿真平台的永磁同步电机控制及谐波抑制技术

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大电机技术 2020年第3期 26-31页

作者：池明李桂平陈晖西安庆安航空电子有限公司西安710077

硬件在环(HIL)仿真技术相较于传统的全离线仿真技术,是伺服控制领域、电传动系统设计中的一种全新的测试理念及仿真技术。本文介绍了RT-LAB半物理仿真平台的组成,以及永磁同步电机控制使用到的逆变控制策略和调制策略。采用的控制策略... 详细信息

硬件在环(HIL)仿真技术相较于传统的全离线仿真技术,是伺服控制领域、电传动系统设计中的一种全新的测试理念及仿真技术。本文介绍了RT-LAB半物理仿真平台的组成,以及永磁同步电机控制使用到的逆变控制策略和调制策略。采用的控制策略主要包括MTPA及弱磁控制,采用的调制策略主要包括SPWM方式及SHEPWM方式。利用RT-LAB半物理仿真平台搭建的永磁同步电机实时仿真平台,可以进行控制算法、调制算法的半物理仿真验证。同时,利用永磁同步电机角度补偿策略提出二次谐波抑制算法,并进行了半物理仿真验证。结果表明:加入二次谐波抑制算法后,中间直流母线电压二次谐波含量有明显降低,逆变器输出电流总谐波含量也有较大改善。

关键词：永磁同步电机 RT-LAB 半物理仿真平台 SHEPWM 二次谐波抑制

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基于半物理仿真平台的风力机PID控制研究

现代电子技术 2014年第13期37卷 132-135页

作者：贺少华廖明夫王四季刘永伟李浩西北工业大学旋转机械与风能装置测控研究所陕西西安710072

针对变速变桨风力机组的特点,基于风力机半物理仿真平台,根据建立的组合风速模型及风力机不同的运行区域,研究了考虑机械传递、阻尼等因素的风力机PID控制方法,并进行了实验验证。结果表明,真实物理平台实验更能体现风力机的机械特性,... 详细信息

针对变速变桨风力机组的特点,基于风力机半物理仿真平台,根据建立的组合风速模型及风力机不同的运行区域,研究了考虑机械传递、阻尼等因素的风力机PID控制方法,并进行了实验验证。结果表明,真实物理平台实验更能体现风力机的机械特性,建立的PID控制方法也较为贴近真实风机的控制特性。

关键词：风力发电机组风速模型半物理仿真平台 PID控制

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一类载人潜水器的导航技术研究

机器人 2005年第5期27卷 406-409页

作者：郭威刘开周王晓辉中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

介绍了一类载人潜水器导航系统的组成,接着阐述了基于工业以太网的信息采集模块.由于载人潜水器动力学模型存在未建模扰动以及各种传感器存在不同程度的误差,需要采用卡尔曼滤波器(KF)等方法进行数据滤波,最后将滤波后的数据用于该类载... 详细信息

介绍了一类载人潜水器导航系统的组成,接着阐述了基于工业以太网的信息采集模块.由于载人潜水器动力学模型存在未建模扰动以及各种传感器存在不同程度的误差,需要采用卡尔曼滤波器(KF)等方法进行数据滤波,最后将滤波后的数据用于该类载人潜水器的导航研究.半物理仿真平台结果表明,载人潜水器的导航精度得到了大幅度提高.

关键词：载人潜水器卡尔曼滤波器导航半物理仿真平台

基于精细化模型的燃气轮机启动过程建模及半物理仿真验证

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热能动力工程 2021年第10期36卷 197-203页

作者：汤鑫宇胡振超陈金伟张会生上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

针对燃气轮机启动特性的研究中较少考虑关键辅助系统的影响,以某型号F级燃气轮机为研究对象,建立了一个包括本体系统、进排气系统、冷却空气、防喘放风、静态变频器和阀门执行机构等在内的精细化启动过程仿真模型。对该模型进行设计点... 详细信息

针对燃气轮机启动特性的研究中较少考虑关键辅助系统的影响,以某型号F级燃气轮机为研究对象,建立了一个包括本体系统、进排气系统、冷却空气、防喘放风、静态变频器和阀门执行机构等在内的精细化启动过程仿真模型。对该模型进行设计点工况验证,最大误差能控制在0.15%以内。通过dSPACE系统与实际电厂控制逻辑相连,构建半物理联合仿真平台。对燃机模型在启动瞬态过程的特性进行仿真分析,并与实际电厂运行数据对比,最大偏差发生在刚点火之后,其中转速偏差为11 r/min,压气机出口压力偏差为6 kPa透平排气温度偏差为9℃。

关键词：燃气轮机启动过程精细化模型半物理仿真平台

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无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制

计算机应用与软件 2013年第8期30卷 106-108,142页

作者：花良浩殷芝霞杨蒲南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

对无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台的功能模块进行划分和描述,构建仿真系统的框架。在VxWorks环境下建立无人机故障注入与故障诊断半物理实时仿真平台。利用该平台可以进行飞行控制、故障注入与故障诊断等不同的仿真任务,同时各... 详细信息

对无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台的功能模块进行划分和描述,构建仿真系统的框架。在VxWorks环境下建立无人机故障注入与故障诊断半物理实时仿真平台。利用该平台可以进行飞行控制、故障注入与故障诊断等不同的仿真任务,同时各模块相对独立,有较好的移植性和工程应用性,系统测试结果表明了该平台设计的合理性,为无人机故障注入与故障诊断通用仿真平台设计提供了有益参考。

关键词：无人机故障注入故障诊断半物理仿真平台

机场目标毁伤评估算法研究及半物理仿真系统设计

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机场目标毁伤评估算法研究及半物理仿真系统设计

作者：郜鹏飞上海交通大学

学位级别：硕士

毁伤评估是在对某一军事目标或区域进行火力攻击后,通过一定的侦察手段,获取敌方的毁伤信息,通过比较目标被打击前、后的信息,对打击对象的毁伤情况进行评估,以判断是否已达到打击目的,是否还需组织下一波打击的过程。毁伤评估研究目前... 详细信息

毁伤评估是在对某一军事目标或区域进行火力攻击后,通过一定的侦察手段,获取敌方的毁伤信息,通过比较目标被打击前、后的信息,对打击对象的毁伤情况进行评估,以判断是否已达到打击目的,是否还需组织下一波打击的过程。毁伤评估研究目前已经受到国内外相关部门和相关领域专家的广泛重视,正处于方兴未艾的发展态势。本论文主要研究基于可见光图像的机场目标毁伤评估算法,依据战时机场满足最低作战条件,提出了一种机场定量毁伤评估和分析的算法,并依据机载对地观测和侦察原理,设计搭建了一套半物理的毁伤评估仿真平台。本文的主要创新有: 1、依据机载对地观测和侦察原理,设计搭建了一套半物理的仿真平台。在该平台上,生动地描述了山川、河流、海洋等自然地貌和桥梁、机场、建筑、道路、车辆、舰船等人造目标。并搭载了红外、可见光和全景相机,可多角度地拍摄感兴趣目标,模拟真实的地貌变化及毁伤情况,为变化检测和毁伤评估提供了仿真验证图像数据。 2、在已有的机场毁伤评估算法的基础上,对寻找机场最长起降跑道的算法进行了改进,提高了算法的可实施性。 3、依据战时机场满足最低作战条件,建立了一种基于最长起降跑道的机场毁伤等级划分的算法,给出了一个直观的评估指标。 4、通过实验仿真,对在机场毁伤评估研究中基于毁伤面积和基于最长起降跑道两种算法进行了比较分析,验证了本文算法的有效性、实用性,对今后的机场毁伤定量评估研究是一个较好的启发。毁伤评估研究成本大、难度高,必须满足作战双方能够在战场上做出准确的侦察、及时的反应等现代高技术战争的要求。本文设计和构建了半物理仿真平台,依据战时机场满足最低作战条件,提出了一种基于最长起降跑道的机场毁伤等级划分的算法,开展毁伤定量评估研究和一系列的仿真实验,给今后的毁伤评估研究提供了一个较好的思路。

关键词：毁伤评估半物理仿真平台机场跑道可见光