【摘 要】
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随着计算机技术的高速发展,利用数字化方法进行建模和仿真已经成为提高生产质量、缩短生产研发周期的重要手段。HLA仿真标准由于其具有的可重用性和互操作性优势,在搭建分布式仿真系统进行综合实验分析中成为了流行方法,并且已经广泛应用于军事、航空航天、供应链、道路交通等领域。然而当前的研究大多集中于单一领域,无法解决多领域协同仿真时存在的异构场景、动态事件、特殊情境等问题。同时复杂仿真系统的构建十分困难,需
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:支持大规模定制生产的网络协同制造平台研发,项目编号:2018YFB170026;
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随着计算机技术的高速发展,利用数字化方法进行建模和仿真已经成为提高生产质量、缩短生产研发周期的重要手段。HLA仿真标准由于其具有的可重用性和互操作性优势,在搭建分布式仿真系统进行综合实验分析中成为了流行方法,并且已经广泛应用于军事、航空航天、供应链、道路交通等领域。然而当前的研究大多集中于单一领域,无法解决多领域协同仿真时存在的异构场景、动态事件、特殊情境等问题。同时复杂仿真系统的构建十分困难,需要开发人员具有大量前置知识和较强的硬编码能力。因此,本文提出了一种面向仿真配置的无代码式HLA仿真系统高效生成技术,旨在降低仿真系统构建复杂度与满足多领域仿真需求。目前多领域仿真系统快速构建研究大多使用特定仿真框架,然而这些仿真框架往往受到商业仿真软件的种种限制,无法根据复杂多变的仿真需求做出针对性扩展。针对以上问题,本文从基于开源RTI的通用仿真框架研究出发,探讨基于HLA的分布式仿真系统构建方法,并对仿真系统的自动生成方法进行了研究。具体的工作如下:首先,给出基于HLA的通用仿真框架总体设计。本文详细描述了其系统结构、体系结构以及具有的核心服务,同时介绍了框架中的生命周期管理服务形式与算法实现流程。其次,构建基于HLA的仿真核心组件。仿真核心组件是通用仿真框架的核心组成部分,是提供HLA分布式仿真系统相关服务的有力支撑。本文通过适配方法对RTI服务进行封装,并且给出了仿真计算模型的标准化执行方法,提出了标准化的仿真交互管理方案,基于面向对象思想扩展了仿真对象功能支持。再次,构建基于多领域分析的应用扩展组件。应用扩展组件主要针对多领域仿真中存在的异构场景、动态事件和特殊情境问题,是通用仿真框架的重要补充。本文通过对各种领域事件进行分解搭建了仿真指令库,利用可重用的独立事件搭建仿真行为库,以及设计仿真外部事件应对仿真特殊情况。之后,使用基于模型和模板融合的方法进行了仿真代码自动生成研究。针对单一代码生成方法的灵活性差、效率低下等问题,本文将基于模型驱动的代码生成方法同基于模板的代码生成方法进行融合,基于模型的方法应用于仿真配置文件的模型转换阶段,基于模板的方法应用于实际源代码生成阶段。最后,设计并实现了基于HLA的多领域仿真支撑系统。本文对系统的具体业务流程和功能模块进行了整合和测试,验证研究理论的可行性,并通过具体的仿真案例验证了生成仿真源代码的有效性和准确性。
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