航天控制仪器仿真平台设计与实现

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1、第13卷第1期软件导刊Vo1．13NO．12O14年1月SoRwal'eGuideJan．20l4航天控制仪器仿真平台设计与实现冯淞(海军航空计量监修中心，上海201000)摘要：随着航天事业的快速发展，仿真设计在航天产品的设计生产中逐渐受到重视。因此，构建一个仿真平台已成为航天信息化建设的重点内容。对航天控制仪器仿真平台进行总体需求分析和结构设计，采用分层方法将整体平台的构架具体描述出来。其中重点描述了仿真管理子系统的设计与开发过程，详细介绍了仿真管理子系统的需求分析和系统设计部分，并使用uML建模方法将需求分析和设计过程清晰地展现出来。关键词：仿真平台；航天控制仪器；仿真管理子系

2、统中图分类号：TP337文献标识码：A文章编号：1672—7800(2014)001—0075—03(4)能够改善仿真设计人员的协同设计环境，包括相0引言关软件和系统的多角度应用、相互仿真数据的流通、经验技术的相互交流等。随着航天企业仿真水平的不断提高，大型综合的仿真1．2主要功能分析正逐渐取代小型单一的仿真分析，仿真结果往往需从针对以上功能需求进行深入分析，并结合现阶段的实多学科多角度进行设计和分析。这就需要建设一个完备际情况，得到该仿真平台所应实现的功能和主要内容有以的高性能仿真计算平台，不仅可满足仿真设计过程中对仿下几方面：真软件运行速度的要求，同时能够对仿真实验的各个环节(1

3、)从软硬件不同方面分别提高仿真设计的效率，满进行统一管理。通过仿真实验，起到了优化设计、缩短研足用户对于仿真速度和性能的要求。制周期、节约巨额研制经费等重要作用，并且成为项目进(2)实现不同系统中不同内容、不同结构的仿真数据展顺利与否的关键因素。高性能仿真技术涉及力、热、流的集成，用户使用平台可操作各子系统的数据。体、电磁兼容等多专业多系统耦合问题，直接影响综合性(3)在原有子系统的基础上，设计开发一个仿真数据能和分系统指标，需要从方案角度进行统筹。任何一个分管理子系统，主要负责对仿真平台内用户的仿真数据和仿系统指标的提出、调整，都需要及时对方案进行总体分析，真过程进行统一管理。给出

4、对总体和其它分系统的影响再判断是否需要进行相(4)将各个子系统集成到仿真平台上。应调整的结论，以达成整体性能的最优。2总体架构设计1功能需求分析2．1平台网络架构1．1功能需求平台的网络整体架构自上而下可分为用户接口层、网通过对用户进行需求调查，初步明确该仿真平台的主络管理层、HPC计算机本地管理层和HPC资源层，如图1要功能需求如下：所示。(1)能够改善现有的仿真设计环境，提高仿真运算软用户件的运行速度，同时尽量降低仿真软件运行时对计算机性用户接口层仿能的影响，避免计算机因为运行仿真软件而造成延迟、高安网络管理层真全Ⅲ厶CPU占用率甚至死机的情况。认三三三三口证资源信息数据库管(2

5、)能够通过一个统一的平台形式存储和管理个人的机理制规仿真数据，并可以对平台上的已有数据进行基本操作。本地管理层范(3)能够支持用户权限管理，对各级人员的操作有明HPC资源层确限制，确保业务流程的顺利进行。图1网络总体架构作者简介：冯淞(1986一)，男，海军航空装备计量监修中心助理工程师，研究方向为火控修理。·76·软件导刊2014年平台的用户接口层位于最上层，直接面向用户。接口子模块系统，如平台中各个软件系统的仿真功能，以及仿层提供Web服务接口。网络管理层和HPC本地管理层真实验数据和业务过程的管理功能等。构成了网络功能管理层，二者除直接通讯外，还有很多信(5)表示层。表示层是直

6、接面向用户的，是个专业仿息交换通过资源信息数据库实现。平台资源层是新建的真人员直接进行平台操作的界面。用户通过网络通信协HPC计算机集群系统，也可以是已有的各种异构的超级议与平台内部的功能层进行连接，平台接受请求后通过表计算机系统等示层向用户提供web服务。2．2仿真平台业务总体架构(6)平台扩展层。该层主要为进一步的平台扩展提供完整的航天控制仪器仿真平台包含多个子系统：各个接口，主要为平台的数据集成接口。仿真设计软件和系统、各个仿真辅助设计软件和系统、仿真管理系统、仿真知识库等。整个仿真平台提供的业务功3仿真数据管理子系统设计能和服务种类繁多，各子系统的服务模式和功能对象也各不相同

7、。仿真平台通过提取相同数据模式的方法，将各个仿真数据管理子系统是以仿真设计工作为基础，以仿子系统统一在一个平台上，实现面向全体仿真设计人员、真实验结果数据和仿真任务过程数据为管理重心，实现对面向完整仿真设计阶段的目的。平台通过统一的客户端仿真任务中仿真资源、数据和业务流程进行综合管理的系界面为仿真人员提供最终交互接口。统，它在仿真平台的整体建设中占有重要地位。管理的内仿真平台的业务总体结构由6个层次构成，分别为基容包括与仿真工作相关的数据信息，如仿真图纸、