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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开了一种模拟通信传输过程的高速平台半实物仿真系统及方法，通过对云爆子弹在空间中不同时刻和位置的气象环境的模拟，能够实现对不同气候条件下时变信道通信传输模拟，可以获得更加准确真实的仿真结果，通过将实际场景中的子弹不同阶段的下落过程和通信传输过程进行有效的等效，能够对协同控制算法在不同初始条件下作用的开伞高度、起爆时间、起爆高度等输出结果进行整体作用过程的模拟仿真，在网络化分布式协同控制算法性能的仿真验证领域具有广阔的应用前景。从民用及军事运用领域来看，本发明可以用于研究不同气象环境中分布式协同决策在高速运动平台中性能的变化；也可用于分析控制误差量及系统误差量对协同控制算法的影响。

主权项：1.一种模拟通信传输过程的高速平台半实物仿真系统，其特征在于，包括云爆子母弹、仿真计算机以及多套实物组件；实物组件的套数与云爆子母弹中子弹的数量一致，均为N，N＞3；所述云爆子母弹中各子弹控制系统的实际连接方式连接多套实物组件；每套实物组件包括通信组件实物、控制组件实物和同步控制组件实物；所述仿真计算机通过网口与每套实物组件中的通信组网组件进行连接；运行仿真计算机上的仿真系统，将设定的母弹姿态、子弹初始条件、气候条件、系统误差、计算颗粒度T输入至所述仿真系统；实物组件上电后，通信组件实物完成自身状态并进行组网，并通过与仿真计算机的连接线上报组网完成状况和组网IP，仿真系统根据组网组件上报信息进行可视化显示，显示内容包括通信组件组网状态和通信IP地址；仿真系统收到组网状态完成信息后，通过仿真系统启动全流程自主控制仿真，仿真系统控制同步装置向四套实物组件中的通信组件实物发送同步信号，通信组件实物接收同步信号开始网络通信准备，并将自身组网后形成的网内高同步时钟信号发送给与其连接的控制组件实物完成实物组件内的时钟同步；仿真系统根据初始参数调用弹道仿真软件生成具有N个子弹的弹体姿态、高度及速度的弹道表；根据事先设定的高度测量误差类型以及误差范围对N个子弹的弹道表中每条数据分别按时间生成高度测量误差，并将生成的测量误差与弹道表数据相加产生模拟测量高度信息，将原弹道表数据作为真实数据，按照实际数据产生的周期计算颗粒度周期T输出N个子弹高度信息并根据高度测量误差模拟产生测量高度信息并将产生的高度信息传输给N个实物组件中的通信组件实物，通信组件实物分析收集到的高度信息，将分属于自身序号的子弹数据直接传输给控制组件实物，调用通信信道仿真软件根据初始输入的气候条件及当前的高度模拟其他节点的高度信息能否成功传输，如成功则将不属于自身序号的子弹数据传输给控制组件实物，如不成功则不传输不属于自身序号的子弹数据；控制组件实物的协同控制算法根据收到的各子弹的数据，进行自身实物组件的开伞决策并在达到预定高度后反馈开伞信号和当前时刻给通信组件实物，通信组件实物将开伞信号及开伞信号对应的时刻反馈给仿真系统，仿真系统收到开伞指令后将弹道仿真软件的计算模式由工作模式1转入工作模式2即由子弹下落模式转入子弹伞降模式,并将开伞时刻和高度记录到初始生成的弹道表中；进入工作模式2即子弹伞降模式后弹道仿真软件转入子弹伞降模型，仿真系统根据收到的开伞时刻寻址开伞时刻对应的真实数据弹道表中的高度和速度数据，并将其输入子弹伞降模型计算云爆子弹在开伞后随时间变化的高度和速度生成工作模式2下N个子弹的弹体姿态、高度及速度的弹道表，弹道表的每行数据按照云爆子弹的传感器探测周期T1进行生成并进行累加；仿真系统调用弹道仿真软件生成工作模式2即子弹伞降模式下四个子弹的弹体姿态、高度及速度的弹道表，并继续数据传递过程；控制组件实物中的协同控制算法根据收到的各子弹的数据，进行自身实物组件何时进行云爆剂的抛洒和云爆剂的引燃动作的决策，并在达到预定高度后反馈云爆剂抛撒信号和云爆剂引燃信号给通信组件实物，通信组件实物将云爆剂抛撒信号和云爆剂引燃信号以及两个信号对应的时刻传输给仿真系统，完成上述任务过程后，各套实物组件进入待机模式等待仿真系统指令；仿真系统将收集到的所有数据按照时刻绘制成图标的图表的形式进行可视化的展示并保存此次仿真的数据，并调用云爆剂抛撒模型与毁伤效果评估模型进行本次云爆子母弹打击效果的评估。

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