基于RTX的仿真平台下实时仿真数据库设计

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探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真

探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真【摘要】随着电力系统的不断发展，实时混合仿真技术在电力系统仿真中发挥着越来越重要的作用。

本文从数字计算机和RTDS在电力系统仿真中的应用出发，探讨了实时混合仿真技术的原理及其优势。

通过数字计算机和RTDS的结合应用，实现了更加精准和高效的电力系统仿真。

结论部分分析了数字计算机和RTDS的结合在实时混合仿真中的价值，并展望了未来研究方向。

本文旨在为电力系统仿真领域的研究提供新的思路和方法，促进相关技术的发展与应用。

通过深入研究实时混合仿真技术，可以更好地指导和优化电力系统的设计与运行，提高电力系统的安全性和稳定性。

【关键词】数字计算机、RTDS、实时混合仿真、电力系统、仿真技术、结合应用、优势、价值、未来研究方向1. 引言1.1 背景介绍电力系统仿真是电力系统研究领域中的重要工具，它通过模拟和分析电力系统的行为，帮助工程师们更好地理解电力系统的运行特性，评估系统的稳定性和安全性，优化系统的运行方案。

随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断增加，传统的电力系统仿真方法已经无法满足对实时、高精度仿真的需求。

数字计算机和RTDS（Real-Time Digital Simulator）作为现代电力系统仿真技术中的重要组成部分，为实时混合仿真提供了新的可能性。

数字计算机具有快速计算速度和较高精度的优势，可以有效模拟电力系统中复杂的数学模型；而RTDS则能够实现实时仿真，使得仿真结果能够即时反馈给系统控制器，用于系统的实时监控和控制。

基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真技术，结合了两者的优势，能够实现更加准确、高效、实时的电力系统仿真。

通过深入探讨数字计算机和RTDS在电力系统仿真中的应用以及实时混合仿真技术的原理，可以进一步提高电力系统仿真的精确度和可靠性，为电力系统的运行和控制提供更好的支持。

1.2 研究目的研究目的是探讨基于数字计算机和RTDS的实时混合仿真在电力系统领域的应用和发展。

基于RTX实时环境的快速原型系统设计

控制系统的快速功能原型测试。是指在产品开发的初期，将工程师开发的算法下载到计算机硬件平台中，通过实际ＩＯ与被控对象实物连接，／用实时仿真机来模拟控制器与实物相连进行实时仿真，测与检实物相连时控制算法的性能，并在控制算法不理想的情况下可以进行快速反复设计以找到理想的控制方案；在确定控制方案后，通过代码的自动生成及下载到硬件系统上，成最终的控制器产品，过对形并通这个功能原型装置的实物实验来检验和修改设计。
２１００年４月第２８卷第２期
西北工业大学学报
ＪｕｎｌｏｒｗｓｅｏｙｅｈｉａｉｅｓｔｏｒａｆＮｏｔｅｔｒＰｌｔｃｎｃｌｈｎＵｎｖｒｉｙ
Ａｐ．２１ｒ００
Ｖｏ．８１２Ｎｏ２．
快速原型系统支持环境
快速原型系统支持环境包括软件和硬件２大部分。软件部分包括实时操作系统以及建模工具，硬件部分包括仿真计算机以及其它接口板卡。本系统采用ＲＸ实时系统，Ｓｕｎ为模型开发工具，Ｔ以ｉｌｋｍｉ以基于ｘ６８构架的工控机为仿真硬件平台，软件与硬件分离设计模式，因而能够使系统具备灵活的可
快速原型仿真与半实物仿真（ＩＳ这两方面应用ＨＬ）的区别是：前者的仿真对象是控制器，实现了控制器的功能；而后者仿真对象是设备或环境，实现了某一设备或整个外环境的功能。快速原型系统真正使设计人员不必为研发各阶段的功能检测实验环境而烦
恼，减少设计过程中信息交流和共享中存在的困难，可以将精力更多集中在产品功能和品质的研究上，而不是枯燥的手工编码工作上。目前国内外常用的主要有以下几种快速原型开发系统：国ｄＰＣ德ＳＡＥ公司开发的ｄＰＣＳＡＥ系统；Ｍｔｏｋ公司开发的ｘＣ系统；拿大Ｏａ．Ｔ公ａｗｒｓｈＰ加ｐ１Ｒ司开发的Ｒ —ＡＴＬＢ系统；几种系统都采用主机、这目标机方式，主机采用Ｗｉｏｓｎｗ通用操作系统，ｄ用于系统数学模型开发，标机为实时计算机，目直接参与半

基于RTX的建模与实时仿真软件YH-RTSIM的设计

rtxrealtimeextension是由美国ardence公司开发的扩展windows实时性能的产品包括一个与windows硬件抽象层hardwareabstractlayerhal并列的实时硬件抽象层r1实时硬件抽象层起着中断隔离的作用意味着win32进程中断不能屏蔽rtx进程中断win32所管理的设备中断也不能屏蔽rtx进程所管理的设备中断但是rtx进程中断可以屏蔽win32的中断
基于ＲＸ的建模与实时仿蒋志文
（国防科学技术大学计算机学院，长沙４０７）１０３
（ｈｗｎ＠１３ｃｎｚｉｅｊ６．ｏ）
摘
要：了满足新型飞行器半实物仿真更高的实时性要求，于Ｗｉｏｓ的实时扩展包ＲＸ开发建模与实时为基ｎｗｄＴ
ｄｓｌｙｎ，ａｄｄｓｇｅｔｅｏｔｌｌｇｒｔｍｏｒｍｅｉｏｎｕｅｒｃｓｆｍｅｔ．Ｔｅｅｔｎｐｌａｉｎｉｐａｉｇｎｅｉｎｄｈｃｎｒａｏｉｏｈｆｆａｔｍｅｔｅｓｒｐｅｉｅｒａｉｍｅｈｔｓｓａｄａｐｉｔｓｃｏ
仿真软件ＹＲＳＭ，Ｈ—ＴＩ设计了由仿真建模集成环境、ｎｏｓ进程和ＲＳＷｉｄｗＴＳ进程组成的软件结构，不仅可提高实时性，而且原有用户的仿真程序只需很小的修改就可编译运行。设计了基于共享内存的进程间通信算法来实现实时数据存储和显示，设计了帧时间控制算法保证精确的帧时间。测试和应用表明：ＨＲＳＭ运行正确，仿真帧时间的误差Ｙ —ＴＩ

基于RTX的飞行模拟器分布式实时仿真系统

（ＡｒｉｉｑｉｎｎｔｕｅＢｉｎ００７Ｃｉ）ＣＦＦｎｎＥｕｍｅｔｓｔｔ，ｅｉｇ１０９，ｈｎａｇｐＩｉｊａ
ＡｂｔａｔＦｉｈｉｌｔｒｉｏｌａｅｉｒｕｅｅｌｔｉｌｔｎｓｓｅＴｅｓｌｔｎｂｓｄｏＸａｄＲＴＴ／Ｐｉｓｒｃ：ｌｔｓｍｕａｏａｃｍｐｉｔｄｄｓｉｔｄｒａ・ｍｅｓｍｕａｉｙｔｍ．ｈｏｕｉａｅｎＲＴｎ・ＣＰＩｓｇｓｃｔｂｉｏｏｉｔｄｃｄａｄｔｅｍｅｈｄｏｅｉｎａｄｉｌｍｅｔｔｎｉｓｅｉｅ．ｈｒｃｉａｅｕｔｈｗｈｔｔｉｓｓｅａｏｄｒａ—ｉｎｒｕｅ，ｎｈｔｏｆｓｎｍｐｅｎａｉｓｐｃｆｄＴｅｐａｔｌｒｓｌｓｏｓｔａｓｙｔｍｈｓｇｏｅｔｏｄｇｏｉｃｈｌｍｅｐｒｏｍａｃ，ｎｕｓｓａｌｎｅｉｂｙｍｅｔｔｅｄｓｇｅｄ、ｉｓｌｔｏｅｃｂｄｃｎｂｓｄｆｒｒｆｒｎｅａｄｇｉｅｆｒｅｒｎｅａｄｒｎｔｂｙａｄｒｌｌ，ｅｓｈｅｉｎｎｅｓＴｓｏｕｉｎｄｓｒｅａｅｕｅｏｅｅｅｃｎｕｄｆａｈｉｏｏｈｒｄｓｂｔｄｓｍｕａｉｎｓｓｅｉｈｈｓｃｔａｅｌｉｅｕｒｍｅｔｔｅｉｔｕｅｉｌｔｙｔｍｓｗｈｃａｒｉｌａ－ｍｅｒｑｉｉｒｏｉｃｒｔｅｎ、ＫｅｒｓｆｉｈｉｌｔｒＲＸ；ｉｔｂｔｄｒａ－ｍｅｓｍｕａｉｎＲ — ＰＩｙｗｏｄ：ｌｔｓｍｕａｏ；Ｔｄｓｕｅｅｔｉｌｔ；Ｔ－／ＰｇｉｒｌｉｏＴＣ

基于RTX的无人机飞行剖面实时仿真

（西北工业大学自动化学院，陕西西安７１０１２９）
摘要：无人机一般由飞行控制系统控制其在全自主状态下飞行，因此进行无人机的飞行剖面实时仿真变得越来越重要。通
过利用ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具搭建无人机飞行控制仿真模型，将预先制订好的飞行剖面任务加载进无人机模型中，运用ＲＴＷ模块将该飞行控制仿真模型转化成实时环境下的代码。同时针对无人机飞行过程中实时控制的要求，讨论了基于ＲＴＸ的实时控制方法的设计和实现，并给出了无人机飞行剖面实时仿真曲线。仿真结果验证了仿真的准确性以及良好的实时性。关键词：ＲＴＸ：无人机；飞行剖面；实时仿真中图分类号：Ｖ２４９文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ６２３６（２０１３）０７ — ００８０ — ０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅａｌ — ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＵＡＶ’ Ｓｌｆｉｇｈｔｐｒｏｉｆｌｅｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ，ｂｅｃａｕｓｅＵＡＶｉｓｎｅｅｄｅｄｔｏｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｓｔａｔｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｂｙｉｔｓｌｆｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．ＵｓｉｎｇＭａｔｌａｂ／ＳｉｍｕｌｉｎｋｔｏｏｌｔｏｂｕｉｌｄａｌｆｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＵＡＶ，ｌｏａｄｉｎｇｐｒｅ－ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｌｆｉｇｈｔｐｒｏｉｆｌｅｔａｓｋｉｎｔｏＵＡＶ’ Ｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｔｈｅｌｆｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｔｏｃｏｄｅｓｏｆｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｕｓｉｎｇＲＴＷｍｏｄｕｌｅ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄ０ｎＲＴＸａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｅａｌ — ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｆｏＵＡ＼Ｓｌｆｉｇｈｔ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆＵＡＶ’ Ｓｌｆｉｇｈｔｐｒｏｉｆｌｅａｒｅｐｅｆｒｏｒｍｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｒｕｎｓｉｎｈｉｇｈｒｅａｌ－ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅａｎｄｗｏｒｋｓｓｔｅａｄｉｌｙａｎｄｒｅｌｉａｂｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＴＸ；ＵＡＶ；ｆｌｉｇｈｔｐｒｏｉｆｌｅ；ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

基于RTX的制导控制半实物仿真系统设计

第４５卷第６期２０２３年１２月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ４５㊀Ｎｏ６Ｄｅｃ２０２３文章编号：１６７３⁃３８１９（２０２３）０６⁃０１４１⁃０５基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统设计∗陈俊杰，吴盘龙，何㊀山，姚文典（南京理工大学，江苏南京㊀２１００９４）摘㊀要：制导控制半实物仿真系统在制导武器的研制中发挥着重要作用，是验证导弹制导控制系统设计和软件设计正确性的重要途径㊂传统的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统实时性较差，给半实物仿真试验带来诸多不确定因素，采用Ｗｉｎｄｏｗｓ＋ＲＴＸ的方案，完成了半实物仿真系统的软硬件设计，通过共享内存实现Ｗｉｎｄｏｗｓ进程和ＲＴＸ进程之间的通信，保证数据传输准确性和系统实时性㊂导弹制导控制半实物仿真试验结果表明：所设计的半实物仿真系统合理，并且实时性好㊁可靠性高㊁通用性强㊂关键词：半实物仿真系统；导弹制导控制；ＲＴＸ；实时性；准确性中图分类号：ＴＪ７６２；ＴＰ３９１９㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０２３．０６．０２１Ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｅｍｉ⁃ｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎＲＴＸＣＨＥＮＪｕｎｊｉｅ，ＷＵＰａｎｌｏｎｇ，ＨＥＳｈａｎ，ＹＡＯＷｅｎｄｉａｎ（ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｅｍｉｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｇｕｉｄｅｄｗｅａｐｏｎｓ，ａｎｄｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｗａｙｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｍｉｓｓｉｌｅｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＷｉｎｄｏｗｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓｐｏｏｒｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇｓｍａｎｙｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｔｏｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｉｎｔｈｅｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｔｈｅＷｉｎｄｏｗｓ＋ＲＴＸｓｃｈｅｍｅｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｉｎｔｈｅｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｈａｒｅｄｍｅｍｏｒｙ，ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＷｉｎｄｏｗｓｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄＲＴＸｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｆｉｎａｌｍｉｓｓｉｌｅｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｅｍｉｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｓｅｍｉｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ａｎｄｈａｓｇｏｏｄｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｓｔｒｏｎｇｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｍｉ⁃ｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｍｉｓｓｉｌｅｇｕｉｄａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＴＸ；ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ；ａｃｃｕｒａｃｙ㊀收稿日期：２０２２⁃１２⁃２０修回日期：２０２３⁃０３⁃０１∗基金项目：上海航天科技创新基金（ＳＡＳＴ２０２１－０２７，ＳＡＳＴ２０２１－０５６）作者简介：陈俊杰（１９９９），男，硕士研究生，研究方向为飞行器制导控制系统仿真㊂吴盘龙（１９７８），男，博导，研究员㊂㊀㊀对于导弹制导控制系统仿真，半实物仿真是除了导弹发射试验外，可以验证导弹制导控制系统设计正确性的唯一方式㊂相较纯数字仿真，半实物仿真通过在仿真闭环回路中接入物理设备［１⁃３］，仿真数据更加接近实际，是导弹制导控制系统研制过程中必需环节㊂半实物仿真平台可以实现半实物物理设备连接㊁数据检测㊁信号传输㊁仿真过程控制㊁制导模型仿真验证等功能［４⁃６］㊂随着导弹制导技术的发展，半实物仿真平台对实时性㊁通用性㊁可靠性及可扩展性要求越来越高㊂操作系统㊁半实物仿真系统必须满足高实时性，目前多采用ＲＴＸ㊁ｄＳＰＡＣＥ㊁ＦｒｅｅＲＴＯＳ㊁ＲＴ⁃Ｌａｂ，Ｓｐｅｅｄｇｏａｔ等其他实时操作系统㊂ｄＳｐａｃｅ是一种实时仿真系统，是一套基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的控制系统开发及半实物仿真的软硬件工作平台㊂多应用于微处理器的Ｆｒｅ⁃ｅＲＴＯＳ实时操作系统，是一个轻量级的操作系统㊂ＲＴ⁃Ｌａｂ实时操作系统是一种用于动力与电气工程领域的科学仪器，是一套工业级的系统实时仿真平台软件包㊂Ｓｐｅｅｄｇｏａｔ实时系统中ＳｉｍｕｌｉｎｋＲｅａｌ⁃Ｔｉｍｅ工具箱与Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ兼容最好，仿真操作均在Ｍａｔｌａｂ中进行㊂基于本文的设计方案，工业控制计算机工作在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下，ＲＴＸ实时子系统是Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的扩展子系统，可以充分利用Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下各种资源㊁ＡＰＩ函数等，方便针对硬件实时驱动㊁人机交互界面等方面进行开发㊂文献［７⁃８］分别介绍了导弹半实物仿真的三维场景构建和导引头半实物模型构建，但均未搭建一套完整的导弹制导控制半实物仿真系统㊂本文根据目前飞行器制导控制技术［９⁃１１］和半实物仿真装备研究现况与进展，设计一套基于ＲＴＸ的导弹制导控制半实物仿真系统，满足了半实物仿真系统高实时性㊁高通用性㊁高扩展性的要求，且通过了制导武器半实物仿真试验可信度评估［１２⁃１３］，在保留Ｗｉｎｄｏｗｓ系统优势的基础上，通过引进ＲＴＸ实时子系统，解决了Ｗｉｎｄｏｗｓ系统实时性较弱的问题㊂１４２㊀陈俊杰，等：基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统设计第４５卷１㊀ＲＴＸ系统简介ＲＴＸ实时系统是Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下的一个实时扩展子系统，也是一个基于软件的硬实时解决方案㊂它通过对ＩＲＱ㊁Ｉ／Ｏ㊁系统内存等的精确控制，确保实时任务的可靠性㊁数据传输的准确性㊂ＲＴＸ实时子系统还支持３０ｋＨｚ的持续中断触发速度，平均延迟小于１μｓ㊂ＲＴＸ实时子系统与Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统之间可以实现全面兼容，并且可以充分保留Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的各种资源，其中包括Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下大量标准的ＡＰＩ函数㊁Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的内存管理机制等㊂作为Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下的一个实时扩展系统，ＲＴＸ不会对Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下的架构作任何封装和修改㊂ＲＴＸ实时子系统拥有精确高速的任务调度器，其最多支持１０００个独立的进程㊂ＲＴＸ实时子系统拥有１２８个优先级，并且针对线程切换时间具有严格要求，可以满足几乎所有用户的编程需要㊂ＲＴＸ实时子系统同时也是软件开发解决方案，可以将包括Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００㊁ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ等各版本系统拓展到时间控制领域，使得上述各版本系统转为实时操作系统㊂因此基于ＲＴＸ实时子系统拓展的ＲＴＯＳ，不仅可以实现对实时性要求高的任务开发，也可以实现非实时性任务开发㊂２㊀ＲＴＸ与Ｗｉｎｄｏｗｓ数据交互机制半实物仿真需要真实硬件参与制导控制解算回路，半实物仿真平台需要可操作性㊁通用性，更需要保证半实物仿真平台的高实时性，以保证半实物仿真系统的可靠性，进而检验导弹制导系统设计结果和软件设计的正确性㊂实时仿真软件中采用共享内存交互机制，能够高速且准确实现ＲＴＸ与Ｗｉｎｄｏｗｓ之间的数据交互，并且满足上述所有要求㊂共享内存是进程间共享数据的最快的方法，一个进程向共享内存池写入数据，共享内存池的所有进程均拥有读权限㊂根据仿真数据交互需求，本文介绍的半实物仿真系统需要提供两片共享内存池，该半实物仿真系统中共享内存的数据交互工作流程如图１所示㊂图１㊀数据交互流程图Ｆｉｇ１㊀Ｄａｔａｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｌｏｗｃｈａｒｔ㊀㊀在仿真流程开始前，Ｗｉｎ３２进程读取仿真各初始参数后，需要传输给ＲＴＳＳ进程，此时Ｗｉｎ３２进程需要创建第一片共享内存池，同时拥有写权限，ＲＴＳＳ进程仅拥有读权限㊂在仿真流程开始后，ＲＴＳＳ进程收到控制组合模拟单元解算数据，需要上传至Ｗｉｎ３２进程，Ｗｉｎ３２进程通过光纤上传至工作站的监控软件㊂此时ＲＴＳＳ进程需要创建第二片共享内存池，拥有写权利，Ｗｉｎ３２进程仅拥有读权利㊂３㊀半实物仿真系统设计基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统结构如图２所示㊂半实物仿真系统主要由工作站㊁工业控制计算机㊁控制组合模拟单元组成㊂第６期指挥控制与仿真１４３㊀图２㊀基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统结构Ｆｉｇ２㊀ＢａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＲＴＸ⁃ｂａｓｅｄｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ３１㊀半实物仿真系统硬件设计３１１㊀工作站工作站主要负责数据采集㊁显示㊁控制组合模拟单元软件调试㊁上传，数据处理与分析㊂工作站通过ＲＳ４２２串口与控制组合模拟单元连接，实现控制组合模拟单元软件调试与上传，并接收控制组合模拟单元按周期发送的实时仿真数据并上传到地面监控软件，实现数据采集和显示㊂光纤通信模块主要完成工作站与工业控制计算机之间的光纤通信㊂工作站和工业控制计算机分别搭载ＶＭＩＰＭＣ⁃５５６５反射内存实时网卡，并通过光纤连接，构成ＶＭＩＣ实时网络㊂３１２㊀工业控制计算机工业控制计算机主要用于硬件接口模拟和为飞控算法的运行提供实时运行环境，可实现在ＲＴＸ环境下进行制导姿控算法计算㊂工业控制计算机的串口通信模块负责半实物仿真过程中与控制组合模拟单元的数据交互，通过４路ＲＳ４２２串口与控制组合模拟单元的串口卡相连，其中１路串口负责仿真指令发送与接收，其余３路串口分别负责将ＧＰＳ㊁ＩＭＵ㊁装订数据发送至控制组合模拟单元㊂工业控制计算机中１５５３Ｂ通信模块实现与控制组合模拟单元之间飞控数据交互，其中工业控制计算机作为ＢＣ（工控机），控制组合模拟单元作为ＲＴ（弹载计算机）㊂工业控制计算机搭载的时钟同步模块主要负责接收同步时钟信号；模拟量输入／输出模块模拟实际舵偏的采集及舵偏指令的下发；数字量输入／输出模块作为备用接口，便于二次开发㊂３１３㊀控制组合模拟单元控制组合模拟单元主要提供嵌入式的软硬件运行环境，该单元带有开关量输入／输出模块㊁模拟量输入／输出模块㊁时钟同步模块㊁１５５３Ｂ通讯模块㊁ＲＳ４２２串口通信模块㊂控制组合模拟单元搭载的ＲＳ４２２串口通信模块共搭载８路串口，其中１路串口与工作站连接，用于实现控制组合模拟单元软件调试与上传；４路串口与工业控制计算机连接，１路串口用于接收与发送仿真相关指令，３路串口分别用于接收工业控制计算机发送的ＧＰＳ㊁ＩＭＵ㊁装订数据；１路串口发送１ｋＨｚ时钟信号，用于时钟同步㊂３２㊀半实物仿真软件设计半实物仿真软件是仿真系统的核心部分，系统软件结构先进性㊁可靠性㊁功能完备性是半实物仿真系统成败的关键㊂该半实物仿真系统软件主要包括工作站搭载的地面监控软件㊁工业控制计算机搭载的实时仿真软件及控制组合模拟单元搭载的导航㊁制导与控制仿真软件㊂工作站搭载的地面监控软件主要完成控制组合模拟单元软件上传㊁数据采集㊁数据显示与数据存储㊂工业控制计算机搭载的实时仿真软件包括了弹道仿真软件及通信管理软件㊂弹道仿真软件基于ＲＴＸ环境下开发，进行实时飞控计算；通信管理软件是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下开发的人机交互界面，完成Ｉ／Ｏ卡参数设定㊁诸元装订㊁仿真指令下发等功能㊂工业控制计算机是在Ｗｉｎｄｏｗｓ和ＲＴＸ实时操作系统环境下完成实时仿真软件开发，Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的任务和ＲＴＸ环境下的任务可以通过共享内存共享数据，使用Ｗｉｎｄｏｗｓ和ＲＴＸ的架构既可以拥有Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的特性，也提高了系统的实时性㊂控制组合模拟单元搭载的导航㊁制导与控制仿真软件具有上电初始化及自检㊁数据上传和下载㊁数据固化㊁内存单元读取和回传等功能㊂３３㊀半实物仿真试验流程设计基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统试验流程主要包括：１）工作站上的监控界面打开光纤通信模块，发送试验开始指令；２）在工业控制计算机的实时仿真软件进行串口号以及波特率的设置，然后进行系统通信自检；３）自检成功后，地面监控软件向控制组合模拟单元发送向内存写入固件指令；４）控制组合模拟单元收到指令后将待写固件写入１４４㊀陈俊杰，等：基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统设计第４５卷对应内存，等待工业控制计算机发送仿真初始条件；５）工业控制计算机的实时仿真软件加载工况，将ＧＰＳ㊁ＩＭＵ㊁装订数据分别通过串口２㊁３㊁４发送给控制组合模拟单元；６）控制组合模拟单元进行模型解算，并实时向工业控制计算机传输仿真数据；７）工业控制计算机将接收到的数据通过光纤通信模块传输给监控界面㊂４㊀半实物仿真系统试验验证为验证半实物仿真系统的性能，按照该仿真试验流程进行场景验证，试验主要包括对数据传输实时性㊁数据可靠性㊁半实物仿真试验流程正确性进行验证㊂４１㊀系统实时性验证表１的测试数据可以得出，多个实时性能指标ＲＴＳＳ线程明显优于Ｗｉｎ３２线程㊂作者利用ＲＴＳＳ工作线程来完成仿真，可以获得较好的实时性能，满足实时仿真对实时性的要求㊂本文设计的半实物仿真系统中加入了导弹制导控制６ＤｏＦ模型㊁调度流程等，需要对半实物仿真系统的实时性进行性能测试㊂在运行导弹制导控制半实物仿真系统后，对系统的延迟情况进行了２０ｍｓ的测试㊂表２的测试数据表明，基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统在加入了导弹制导控制模型后仍具有良好的实时性㊂表１㊀ＲＴＳＳ进程性能测试（ＣＰＵ满负荷下）Ｔａｂ１㊀ＲＴＳＳｐｒｏｃｅｓｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓ（ｕｎｄｅｒｆｕｌｌＣＰＵｌｏａｄ）测试环境切换时间／ｕｓ高优先级抢先时间／ｕｓ信号量交替延迟时间／ｕｓ异常处理等待时间／ｕｓＷｉｎ３２４７００５０００５１６７１１８ＲＴＳＳ０１７０７５１３６２８０㊀表２㊀系统延迟测试结果Ｔａｂ２㊀Ｓｙｓｔｅｍｄｅｌａｙｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ系统最大延迟／ｕｓ最小延迟／ｕｓ平均延迟／ｕｓ采样次数运行内容ＲＴＸ７７１４１２５７８次模型解算线程ＲＴＸ９６１４１２５７２次数据通讯线程ＲＴＸ５８１４１２５７６次管理线程㊀４２㊀半实物仿真数据传输正确性验证作者需要通过工业控制计算机对控制组合模拟单元进行诸元装订，实时仿真软件中Ｗｉｎ３２进程通过读取本地文件初始诸元参数，再通过共享内存下传到图３㊀地面监控软件数据与控制组合模拟单元数据对比Ｆｉｇ３㊀Ｄａｔａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｃｏｍｂｉｎｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｎｉｔ在半实物仿真过程中，ＲＴＳＳ进程通过定时器以５ｍｓ为周期，将惯导和导引头数据通过ＲＳ４２２串口下传到控制组合模拟单元进行模型解算，然后控制组合模拟单元通过ＲＳ４２２串口将模型解算数据上传至实时仿真软件中ＲＴＳＳ进程，ＲＴＳＳ进程再通过共享内存上第６期指挥控制与仿真１４５㊀传至Ｗｉｎ３２进程，Ｗｉｎ３２进程通过ＶＭＩＣ光纤通信模块上传至工作站中地面监控软件，完成实时仿真数据监控㊂图３中蓝线表示地面监控软件通过光纤通信模块接收ＲＴＳＳ进程发送的模型解算数据，红线表示控制组合模拟单元发送至工业控制计算机中ＲＴＳＳ进程的数据㊂通过对比可以得到结论：地面监控软件接收的数据与控制组合模拟单元遥测输出的数据相同，半实物仿真系统数据传输没有误差，该半实物仿真系统可靠性和数据传输准确性高㊂综上所述，本文所介绍的半实物仿真系统设计合理，且具有高实时性㊁高准确性㊁高可靠性㊂５㊀结束语本文主要介绍了基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真系统的基本原理与系统组成，通过详细描述半实物仿真系统的组成及工作原理，并且根据场景验证，基于ＲＴＸ的制导控制半实物仿真平台可实现控制组合模拟单元软件上传㊁实时控制导弹制导半实物仿真指令下发㊁实时监控仿真过程中导弹各参数等功能㊂测试结果表明该半实物仿真系统是正确且合理的㊂参考文献：［１］㊀杨宝庆，马杰，姚郁．飞行器半实物仿真装备研究进展与展望［Ｊ］．宇航学报，２０２０，４１（６）：６５７⁃６６５．ＹＡＮＧＢＱ，ＭＡＪ，ＹＡＯＹ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｐｒｏｓ⁃ｐｅｃｔｓｏｆｆｌｉｇｈｔｖｅｈｉｃｌｅｓｉｍｕｌａｔｏｒｓｆｏｒＨＷＩＬｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，２０２０，４１（６）：６５７⁃６６５．［２］㊀朱亚芬，夏丰领．空空导弹制导半实物仿真视景仿真技术研究［Ｊ］．计算机仿真，２０１９，３６（３）：８３⁃８６．ＺＨＵＹＦ，ＸＩＡＦＬ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡＡＭＶｉｓｕａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢａｓｅｄｏｎＨＩＬ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２０１９，３６（３）：８３⁃８６．［３］㊀高云阁，马建伟．旋转导弹控制器模型设计的半实物仿真［Ｊ］．测控技术，２０１８，３７（１０）：１４３⁃１４７．ＧＡＯＹＧ，ＭＡＪＷ．Ｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃Ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｐｉｎｎｉｎｇｍｉｓｓｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｍｏｄｅｌｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，３７（１０）：１４３⁃１４７．［４］㊀肖冰，刘维国．多模复合制导系统半实物仿真技术应用研究［Ｊ］．计算机仿真，２０１９，３６（１２）：１⁃４，４００ＸＩＡＯＢ，ＬＩＵＷＧ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｕｌｔｉｍｏｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄｇｕｉｄａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２０１９，３６（１２）：１⁃４，４００．［５］㊀王超磊，杜渐，石建华．红外成像制导防空导弹半实物仿真方法研究［Ｊ］．上海航天，２０１９，３６（４）：６５⁃７０．ＷＡＮＧＣＬ，ＤＵＪ，ＳＨＩＪＨ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇｇｕｉｄａｎｃｅａｉｒｄｅｆｅｎｓｅｍｉｓｓｉｌｅ［Ｊ］．ＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｈａｎｇｈａｉ，２０１９，３６（４）：６５⁃７０．［６］㊀张宇辛，崔连虎．基于地面坐标系偏置法的导弹制导半实物仿真目标模拟能力拓展方法［Ｊ］．战术导弹技术，２０２０（２）：７４⁃８２．ＺＨＡＮＧＹＸ，ＣＵＩＬＨ．Ｔａｒｇｅｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｅｘｐａｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｍｉｓｓｉｌｅｇｕｉｄａｎｃｅｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｇｒｏｕｎｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｂｉａｓｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＴａｃｔｉｃａｌＭｉｓｓｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２０（２）：７４⁃８２．［７］㊀姜智，闫智强，成高，等．基于导弹半实物仿真的三维场景构建［Ｊ］．电子设计工程，２０２０，２８（１５）：８３⁃８７．ＪＩＡＮＧＺ，ＹＡＮＺＱ，ＣＨＥＮＧＧ，ｅｔａｌ．３Ｄｓｃｅｎｅｃｏｎ⁃ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｍｉｓｓｉｌｅｓｅｍｉ⁃ｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅ⁃ｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，２８（１５）：８３⁃８７．［８］㊀宋卫东，马宁，李建华，等．导引头抗有源投掷式诱饵干扰半实物仿真［Ｊ］．制导与引信，２０２２，４３（２）：２５⁃３１．ＳＯＮＧＷＤ，ＭＡＮ，ＬＩＪＨ，ｅｔａｌ．Ｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｌｏｏｐｓｉｍ⁃ｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｅｅｋｅｒａｇａｉｎｓｔａｃｔｉｖｅｃａｓｔｄｅｃｏｙｊａｍｍｉｎｇ［Ｊ］．Ｇｕｉｄａｎｃｅ＆Ｆｕｚｅ，２０２２，４３（２）：２５⁃３１．［９］㊀ＺＨＯＵＷＢ，ＺＨＡＮＧＣＸ，ＷＡＮＧＳＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｏｆｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｔｒａｐｄｏｗｎｓｅｍｉ⁃ａｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒ［Ｊ］．ＩＯＰＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ：ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，７９３（１）：０１２０６５．［１０］ＷＵＨＬ，ＣＡＩＭＸ，ＨＥＺＫ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｎｉｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓ：ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ，２０２２，２３６６（１）：０１２０５１．［１１］ＳＩＮＨＡＡ，ＫＵＭＡＲＳＲ，ＭＵＫＨＥＲＪＥＥＤ．Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｄｅｓｉｇｎｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｉｎ⁃ｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２２（１２０）：１０７２６２．［１２］豆建斌，王小兵，单斌，等．制导武器半实物仿真试验可信度评估研究［Ｊ］．系统仿真学报，２０１７，２９（１２）：３０２３⁃３０２９．ＤＯＵＪＢ，ＷＡＮＧＸＢ，ＳＨＡＮＢ，ｅｔａｌ．Ｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕ⁃ａｔｉｏｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｆｏｒｇｕｉｄｅｄｗｅａｐｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２０１７，２９（１２）：３０２３⁃３０２９．［１３］刘聪，张洋．激光制导武器半实物仿真系统的分析与实现［Ｊ］．电子制作，２０２１（２）：３１⁃３２，２４．ＬＩＵＣ，ＺＨＡＮＧＹ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｈａｒｄ⁃ｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｌａｓｅｒｇｕｉｄｅｄｗｅａｐｏｎｓ［Ｊ］．ＰｒａｃｔｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２１（２）：３１⁃３２，２４．（责任编辑：胡前进）。

基于RTX的卫星姿轨控系统地面实时仿真系统

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｈｅｌｉｈｏｙｏＴａｄＲＴ—ＴＩｅｐｅｅｔｄ，ａｄｔｅｃａａｔｒｔｓｏＴＸａｄＲＴｅｒａ —ｔｍｅｔｅｒｆＲＸｎＣＰＰａｒｓｎｅｒｎｈｈｒｃｅｓｉｆＲｎＴｉｃ
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ｃｎｒｌｉｈｒｃｓｆａｅｌｅｄｖｌｐｎ．Ｃｎｉｅｅｅｒａｏｔｏｎｔｅｐｏｅｓｏｔｌｔｅｅｏｉｇｏｓｄｒｄｔｅｌ—ｔｅｉｓｏｅｓｍｕａｉｎｓｓｅｏｈｒｕｄｓｉｈｉｄｓｒｆｈｉｌｔｙｔｍｎｔｅｇｏｎｍｅｅｔｏｏｔｌｔｏｔｏ．ｔｅｄｓｇｎｅｌｔｆｔｅｒａｆｒａｅｌｅｃｎｒ１ｈｅｉｎａｄｒａｉａｉｎｏｈｅ —ｔｉｌｔｎｓｓｅａｅｄｓｕｓｄＥｐｒｍｅｔｒｓｉｚｏｌｉｓｍｕａｉｙｔｍｒｉｃｓｅ．ｘｅｍｅｏｉｎｓａｅｐｒｒｄａｄｔｅｒｓｌｈｗｔａｔｒｎｎｈｇｅｌｉｅｏａｃｅｆｍｅｎｈｅｕｔｓｏｈｔｉｕｓｉｉｈｒａ —ｔｏｓｍｅｐｒｒｎｅ，ｗｏｋｔａｉｎｅｉｂｙＴｉｐｐｒｆｍｒｓｓｅｄｌａｄｒｌｌ．ｈｓａｅｙａｈｓｓｍｅｒｆｒｎｅｖｌｅｎｕｄｎａｉｇｒｓｍｕａｉｎｓｓｅｈｃａｔｃｒａ —ｔｅｉ．ａｏｅｅｅｃａｕｓａｄｇｉｉｇｍｅｎｎｓｆｉｌｔｙｔｍｓｗｉｈｈｓｓｒｔｅｌｉｄｓｒｏｏｉｍｅｅ

基于RTX平台高速实时数据采集与处理平台设计

能例如图形显示功能并不强大，要购买第三方图需
形开发包，发周期长。Ｒ开ＴＸ则能比较好地完成
集卡、三轴转台等设备组成硬件平台，ＴＸ＋ｗｉ— Ｒｎ
ｄｗｓ为软件平台，系统的开发过程中编写了ｏ作在
总第１３９期２１第７期００年
舰船电子工程
ＳｉｅｔｏｉＥｎｉｅｒｎｈｐＥ．
１１３
基于ＲＴ平台高速实时数据采集与处理平台设计Ｘ
雷毅周徐昌
武汉４０３）３０３（军工程大学兵器工程系海
摘
要
在简单地介绍了ＲＴＸ操作系统之后，分析了通过在ＲＸ下编写ＰＩＴＣ设备驱动程序保证系统实时性的可行
性；Ｐ￣１１数据采集卡的驱动程序开发为例，以Ｃ７４说明了在ＲＴＸ下实现驱动程序的方法和编程要点，给出了相关程序代并
ＣｌｓｍｂｒＴＮ９９ａｓＮｕｅ１
１引言
随着计算机科学技术的迅猛发展，当代仿真技术得到了极大地提高。传统的嵌入式操作系统虽然实时性高，但需要独有的开发定制工具，发复开杂，定制内核涉及ＢＰ相关知识；Ｓ而且其它通用功
ｏｈｅｌｔｅｐｒｏｍａｃｆｔｅｓｓｅｉｃｉｖｄｆｔｅｒａ－ｉｅｆｒｎｅｏｈｙｔｍｓａｈｅｅ．ｍ

基于RTX与反射内存的实时支撑系统设计

基于RTX与反射内存的实时支撑系统设计作者：李龙华魏长安姜守达来源：《现代电子技术》2013年第18期摘要：随着半实物仿真系统的发展，基于Windows+以太网的仿真模式不能满足仿真系统对实时性的要求，为达到提高仿真系统整体实时性的目的，采用了基于RTX+反射内存网的模式，改进了仿真系统的运行平台和数据传输模式，改进了仿真设备的接入方式，规划了改进模式后的仿真框架，搭建了该模式下的示例工程。

该系统的仿真步长可以达到1 ms以内，能够满足半实物仿真的需求。

关键词：实时仿真；反射内存；共享内存； RTX驱动；仿真控制中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）18⁃0065⁃040 引言传统的靶场试验存在着试验组织过程复杂、试验成本代价高昂、试验易受自然客观条件限制等问题。

利用通用体系结构（如 DIS，HLA，TENA）构建仿真试验系统来模拟现实中的靶场试验，可以解决部分传统靶场试验中存在的问题[1]。

HIT⁃GPTA平台即是基于HLA体系结构建立的通用仿真实验平台，该平台可提高试验资源的互操作性、重用性和组合应用能力，可以根据具体的任务需要将分布在各靶场、设施中的试验、仿真及高性能计算能力集成起来，构成一个用于试验的开放式环境[2]。

仿真试验系统存在着对高速、实时性等相关性能指标的要求，而HIT⁃GPTA平台为方便资源的集成与可重复利用，采用了Windows+以太网的模式进行设计，为提高HIT⁃GPTA平台在仿真试验领域的应用，需要提高平台的实时性[3]。

Windows+以太网的模式的优点在于资源的重复利用及系统构建方便，不足在于实时性受限于Windows系统的性能和以太网的传输速率。

为扩展平台在实时仿真领域的应用，需要扩展一个实时的仿真支撑系统以提高仿真平台的整体实时性[4]。

RTX是美国Ardence公司开发的基于Windows操作系统的实时解决方案。

实时仿真系统介绍

实时仿真系统介绍
实时仿真系统是一种利用计算机来模拟实际环境的一种技术，它可以
将复杂的实时环境仿真成真实的现实场景。

它具有快速、准确、节省时间
和成本的特点。

它主要解决的是大量复杂任务的同步执行，而不是实际的
执行，可以减少实际系统的复杂度，减少科研人员解决实际问题所需要的
计算量，从而节省时间和成本。

实时仿真系统也可以用来模拟不同的实际
环境，模拟不同的物理过程，分析和研究在不同环境下的系统运行情况，
探索系统参数的优化控制方案，构建模型，实现数据分析，预测和调试，
实现最佳控制策略等。

仿真模型是构建仿真系统所必备的，它是由许多实体、约束和动作组
成的抽象的实体，可以模拟实际系统的行为。

它可以根据实际系统的参数、状态和性能特征，构建出其中一种基本假设的模型来模拟实际系统，用于
对实际系统行为的模拟分析和控制。

仿真引擎则是实现仿真运行的核心，它是一种流程控制器，指定各种
组件之间的通信协议，负责分发工作。

基于实时网和RTX的分布虚拟试验系统研究

的产品的使用性能进行评价或体验。
１引言
虚拟试验是２世纪９年代以来随着计算机仿真技术的００发展而发展起来的一门新兴技术。国外尤其是美国，在虚拟
维普资讯
第４第ｌ期２卷Ｏ
文章编号：０６—９４（０７１１０３８２０）０—００２９—０３
计算机仿真
２７００年ｌ月０
基于实时网和ＲＴ的分布虚拟试验系统研究Ｘ
赵正伟，承烈杜
验系统的概念，分析了虚拟试验系统的实时性需求。介绍了ＶＩＭＣ反射内存网和ＲＸ的基本原理及其在实时系统中的应用。Ｔ提出的实时性和可靠性的解决方案已成功应用于工程实践中。提出的基于反射内存网和ＲＸ的虚拟试验系统构是面向Ｔ
军工武器系统虚拟试验的一个较好的解决方案。关键词：虚拟试验；实时系统；反射内存网；实时扩展
ｄｖｌｅｏｎｒｓｂｔｕｔｎｔｅｓｒｔｈｉＣｉａｈｒｓ’ａｕｉｒｎａｏｉａｄｆｉｏｒｉｕｌｅｅｐｄｃｕｔｅｕｊｓｏｃａｃｎｈｎ．Ｔｅｅｉｔｎｆｍａｄｃｎｎｌｅｉｔｎｆｒａｏｉｈｎｏｃｎｉｏｖｔ
ＺＨＡＯｈｅｇ — ｗｅ．ＤＵＺｎｉＣｈｅｇ — ｌｅｎｉ
（ｏｅｅｏｏｕｅｃｅｃ，ｏｔｗｓｒｏｙｅｈｉａＵｉｒｉ，ｉｎＳａｘ７０７，ｈｎ）ＣｌｇｆｍｐｔｒｉｎｅＮｒｅｔｎＰｌｔｃｎｃｌｎｖｓｙＸ’ ｈｎｉ１０２ＣｉａｌＣＳｈｅｅｔａ

基于RTX的三轴仿真转台实时控制方法与实现

ＷＡＮＧＹｕ・－ｆｅｎｇＬＩＵＪｕｎ・－ｓｏｎｇＭＡＩＪｉＴＡＮＧＳｈｅｎｇ－・ｑｕａｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭｅｔｒｏｌｏｇｙａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６）
４基于ＲＴＸ的三轴仿真转台实时控制方法与实现
三轴仿真转台实时控制软件是由实时控制软件和系统管理软件组成。其中，测角数据、伺服控制算法和输出控制等实时控制功能在实时环境下完成以保证系统实时ｊ生的要求。系统管理软件主要实现对
持。
与Ｗｉｎｄｏｗｓ之间的数据通信以及进程间同步。ＲＴＸ
提供了对Ｉ／Ｏ及内存的精确控制，为实时任务的执行提供了１００％的可靠性。同时，ＲＴＸ提供了对微
软Ｖｉｓｕａｌｓｔｕｄｉｏ系列开发平台的全面支持，支持Ｗｉｎ３２ＡＰＩ标准函数的调用。
特点。Ｗｉｎｄｏｗｓ系统由于具有友好的界面、多种软
ｔｉｏｎＬａｙｅｒ，ＨＡＬ）增加实时ＨＡＬ扩展来实现基于优
先级的抢占式实时任务管理和调度，形成了与Ｗｉｎ — ｄｏｗｓ操作系统并列的实时子系统ｊ。
宇航计测技术ａ１．ＴｉｍｅｅＸｔｅｎｓｉｏｎ）在不改变Ｗｉｎｄｏｗｓ — ＮＴ内核的前

导引头实时系统仿真架构设计

收稿日期：２０１８－１２－２５。江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２０１８０４５７）。韩丰娟，硕士生，主研领域：雷达信号处理，软件系统仿真。丛潇雨，博士。郭山红，副研究员。付姣姣，硕士。
第６期
韩丰娟等的同时，ＲＴＸ可以通过共享内存的方式与Ｗｉｎｄｏｗｓ实现通信，从而保留了对Ｃ／Ｃ＋＋标准模板库与图形化交互界面的支持。为了解决多机间通信同步的问题，本文采用了由反射内存卡＋光纤Ｈｕｂ卡组成的反射内存网通信机制，它是一种实时网络［６］，实现了基于总线公共存储策略的硬件级数据同步传输，具有速度快、通信协议简单、传输纠错能力强等优点。
联的拓扑结构，目前常用的通信机制如红外、无线、ＵＳＢ等，很难实现多机间的实时通信。
为了提高Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的实时性，满足硬实时系统严格的响应时间要求，本文采用了美国ＩｎｔｅｒｖｌａＺｅｒｏ公司的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统实时性解决方案ＲＴＸ［２］。该方案的实时性主要体现在以下三个方面：第一，相比于Ｗｉｎｄｏｗｓ下毫秒级的定时精度，ＲＴＸ下可达到１００ｎｓ［３－４］；第二，ＲＴＸ能独立地进行中断管理，而不受Ｗｉｎｄｏｗｓ干扰［５］，可以实现对中断的实时响应。第三，ＲＴＸ对线程的控制透明、灵活，拥有更多的线程数和更高的优先级，线程间切换时间小于１０μｓ，能够大幅优化导引头回波产生和信号处理的时间，提高系统
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｒｅａｌｔｉｍｅｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒｓｅｅｋｅｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎＲＴＸ＋Ｗｉｎｄｏｗｓ＋ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｍｅｍｏｒｙｎｅｔｗｏｒｋ．ＴｈｉｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｇｕａｒａｎｔｅｅｄｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｈｒｏｕｇｈＲＴＸ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｉｍｅｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｍｕｌｔｉｔｈｒｅａｄｅｄｐａｒａｌｌｅｌｍｏｄｅｕｎｄｅｒＲＴＸ．ＴｈｅｓｈａｒｅｄｍｅｍｏｒｙｂｅｔｗｅｅｎＲＴＸａｎｄＷｉｎｄｏｗｓｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｆｒｉｅｎｄｌｙｈｕｍａｎｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｅｎｓｕｒｅｄｂｙｕｓｉｎｇｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｍｅｍｏｒｙｃａｒｄａｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｄｉｕｍ．Ａｆｔｅｒｔｅｓｔｉｎｇ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｃａｎｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｗｈｏｌｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅｅｋｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｉｍｅａｔｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ．Ｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄｉｓｏｖｅｒ８００Ｍｂｉｔ／ｓａｎｄｔｈｅｔｈｒｅａｄｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｄｅｌａｙｗｅｒｅｌｅｓｓｔｈａｎ１３μｓ．

基于分布式仿真系统的实时架构设计

设计与应用
计算机测量与控制．２０２１．２９（５）犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾
· ２０９ ·
文章编号：１６７１４５９８（２０２１）０５０２０９０６ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２１．０５．０４２中图分类号：ＴＰ３１６文献标识码：Ａ
基于分布式仿真系统的实时架构设计
黄学进，余婷
（中国航发控制系统研究所，江苏无锡２１４０６３）
摘要：在大型控制系统全生命周期的研发、测试与验证过程中需要应用到分布式仿真平台，通过加载不同阶段不同格式的模型以满足开展联合仿真的试验需求；文章对分布式仿真系统架构进行深入研究，创造性的设计了基于ＲＴＸ的实时仿真技术和基于反射内存的实时通讯技术的总体架构，设计了实时模型的加载方法，并针对实时通讯性能开展优化设计；文章基于分布式仿真系统的实时架构搭建了一套完整的仿真平台；通过测试节点间时间，１ｋＢ数据单向延迟１６０μｓ以内，满足控制系统实时性要求；本架构在控制系统的全数字、ＨＩＬ、半实物测试仿真中进行了多轮应用，满足不同控制产品的测试仿真需求。
图１分布式仿真系统基本网络构型
分布式仿真中除了基础的实时数据通讯外，仿真节点的实时仿真能力是另一个关键因素。
针对航空航天等安全关键的领域，实时性至关重要。［３］数控系统对控制时间有着严格的要求，在进行仿真平台构建时，仿真设备必须要按照控制系统规定控制周期完成规定的仿真任务，以保证仿真时序与控制时序的同步性和一

基于RT-Thread的多线程任务实时运行仿真及应用

23为了解决物联网网关程序的多任务协调与实时工作,研究了定时器中断,μC/OS、FreeRTOS、RTX和RT-Thread嵌入式实时操作系统的特点。

RT-Thread拥有硬实时核心,具有稳定、实时与可剪裁的性能,是一种“小而美”的物联网操作系统,适合物联网网关使用。

分析了RT-Thread在物联网网关的STM32微控制器中运行的流程,编写了程序,利用Proteus软件实现了多线程任务实时运行仿真,并在物联网网关的STM32微控制器中稳定运行。

0 引言研制的物联网网关采用STM32微控制器(MCU),需要控制多个复杂的外设,有传感器、NB-IoT通信模块等,假设传感器每1s启动一次,控制传感器需要花费0.3s,NB-IoT通信模块每2s就要向外部发送一些信息,耗费的时间大约为0.5s,此时系统中还要执行其他的一些控制,比如通过串口进行数据传输,使数据在液晶屏上显示等。

如果采用中断的方式编写程序,不是单纯一个定时器中断,会有其他的一些中断,不能把控制传感器和NB-IoT 通信模块的程序简单的放在定时器中断中去执行。

当系统中断很多时,中断时间执行过长,将导致比它优先级低的中断被抢占而无法执行,对于不支持中断嵌套的MCU,采用这种方式,会导致一个更重要的事件被阻塞,对于支持中断嵌套的MCU,这样设计也不好,因为同级别的中断一般是不可以被另外一个同级别的中断抢占的。

通常情况下,应该尽快的将中断程序执行结束。

如何解决使物联网网关程序不是在各个任务协调工作上耗费大量的时间,而是专注于各个任务的功能,采用嵌入式实时操作系统(Embedded RTOS)是一种好的解决方案,常见的RTOS有μC/OS、FreeRTOS、RTX和RT-Thread等。

1 μC/OS、FreeRTOS、RTX和RT-Thread RTOS的特点μC/OS分为μC/OS-Ⅱ和μC/OS-Ⅲ,有抢占式,高度便携式和可扩展的实时内核,是Embedded RTOS 的关键组件。

基于RTX64的激光目标模拟系统实时控制软件设计

基于RTX64的激光目标模拟系统实时控制软件设计黄战华;刘堃;王敏;郭景辉【摘要】为满足搭载平面反射镜的高精度二轴机械转台为核心的激光点目标球幕投影系统仿真目标点的时间精度与位置精度要求,提出在具有高实时性和时间精度的RT X(real-time ex ten-sio n)64实时扩展系统环境下开发和运行的计算机控制软件的设计方案.使用实时C A N总线通信与以太网结合的通信控制方法,实现各子系统之间的数据通信和协同控制,提升运动目标模拟的位置精度和时间精度.在20 m s的同步控制时钟周期下,重复实验中模拟目标点的误差最大值分别为0.00534°与0.00404°,符合激光点目标球幕投影系统的模拟精度要求,证明该实时控制软件的设计方案可行.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】7页(P186-192)【关键词】仿真技术;实时系统;软件设计;目标模拟;球幕投影【作者】黄战华;刘堃;王敏;郭景辉【作者单位】天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津工业大学,天津300387;天津工业大学,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TN209;TP391.9引言球幕投影系统作为一种常见的仿真系统，常被应用于军用武器的瞄准与跟踪定位的性能测试中。

激光点目标球幕投影系统属于一种半实物实时仿真系统，一般包含仿真控制计算机，模拟外部环境的物理模拟设备，以及两者之间的驱动接口设备等[1-3]。

运动目标的准确模拟，需要保证在仿真实验期间，目标点在每个控制时钟周期结束的时刻都精准地到达预期位置，从而保证模拟目标的位置精度和时间精度[4]。

为实现上述效果，在模拟目标点运动控制中，在仿真转台拥有更高伺服精度的同时，也需要保证在确定的时刻完成运动控制指令下传与反馈数据的回传。

Real_TimeWorkshop实时仿真研究与应用

第24卷第08期计算机仿真2007年08月文章编号:1006-9348(2007)08-0268-04R eal-T i m eW orkshop实时仿真研究与应用任传俊,蒋志文(国防科技大学计算机学院,湖南长沙410073)摘要:MATLAB通过组件S i mu li nk提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,可以在控制领域中建模并运行仿真,却缺少实时仿真支持。

M ATLAB工具R eal-T i m eW orkshop可以从图形模型生成ANS I C源代码,下载此代码在实时操作系统中运行可以实现实时仿真,但是目前市场上的实时操作系统在开发工具、用户界面等方面存在诸多不足。

RTX扩展W i nd o w s在提供实时性的同时又可以利用W i ndow s丰富系统资源。

利用R ea l-T i m eW ork shop产生C代码,把要求实时性的代码分离出来放在RTX实时子环境下运行,可以实现实时仿真。

实验验证了此方法有较好的实时性。

关键词:实时工作间;实时仿真;实时扩展;实时子系统中图分类号:TP391.9 文献标识码:AR esearch and A pplication of R ea l-T i m e S i m ulationon R ea l-T i m eW orkshopREN C huan-jun,JI ANG Zh i-w en(D epar t m ent o f C o m puter,N ationa lU n i v ersity of D e fense T echno l ogy,Changsha H unan410073,Ch ina)AB STRACT:M ATLA B p rov ides an env iron m ent o f system m ode ling,si m u lation,and synthe tically ana lyz i ng v i acom ponent si m u link,and can m ode l and run si mu lation i n fie ld o f contro.l But it lacks the ab ility o f rea l-ti m esi m u l a tion.R ea l-ti m e W ork shop,w hich i s a too l ofM AT LA B,can generate AN SI C sou rce code wh ich can bedown loaded to i m plem ent rea l-ti m e si m u lation in re al-ti m e ope ra ti on system.But m ost o f the rea l-ti m eope ra ti ng system s on m arket have de fic i enc ies in dev elop i ng too ls and user inte rface.RTX prov i des rea l-ti m eab ility by ex tending t he W i ndow s and can a l so use t he resou rces o f W i ndow s.T h rough sepa ra ti ng the codeg ene ra ted fo r m RTW and requesti ng rea l-ti m e contro,l t hen exe cut i ng them under the RT SS env iron m ent,t hefunc ti on o f rea l-t i m e s i m ula ti on can be rea lized.Exam ples ve r ified the co rrectness and rea l-ti m e character ist i co f t h is m e t hod.K EY W ORDS:R ea l-ti m e wo rkshop(RTW);R ea l-t i m e si m u l a ti on;R ea l-t i m e ex tension;R ea l-ti m esubsystem1 引言随着实时仿真在航空、航天、国防等领域得到广泛应用,实时仿真得到了前所未有的关注。

利用C API实现基于RTX实时仿真系统的在线调参

利用C API实现基于RTX实时仿真系统的在线调参吴成富;刘武平;王亮【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2013(21)4【摘要】介绍了基于Matlab/RTW(Real-time Workshop)和RTX(Real-time extension)构建实时仿真系统的方法;针对基于RTX的实时仿真系统不能直接进行在线调参的不足,提出了一种利用C API(C文件应用程序接口)实现在线调参的方法.经过实验证明,此仿真系统不仅具有很强的实时性,并且拥有良好的人机交互能力;另外,在线调参功能的实现使仿真试验的效率得到了大大的提高,而且还可以作为一种故障注入方法来考察模型的容错能力,是基于RTX实时仿真系统的一大改良.%This paper introduces a method of using the RTX(Real-time extension) and the Matlah/RTW(Real-time Workshop) to construct real-time simulation system. Because of the deficiency of real-time simulation system based on RTX can not directly adjusting parameter on-line, a method of using the C API (C file application program interface) to realize the function of Parameters online adjustment has been proposed.Proved by experiment, This simulation system owns not only a fine realtime property but also a good human-machine interaction ability .In addition, The realization of Online parameter adjustment function not only improves the simulation experiment efficiency greatly but also can be used as a method of fault injection to examine the fault tolerance of the model,it is a great improvement of the real梩ime simulation system based on RTX.【总页数】4页(P29-32)【作者】吴成富;刘武平;王亮【作者单位】无人机特种技术国家重点实验室陕西西安710065;无人机特种技术国家重点实验室陕西西安710065;无人机特种技术国家重点实验室陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TP311.52【相关文献】1.基于RTX实时仿真系统的设计与实现 [J], 王伟志;袭著有;王贽2.利用C-API的基于RTW实时仿真系统在线调参 [J], 冯磊;姚新宇;吴重祥;黄柯棣3.基于API自动测试的程序设计在线判题系统的研究与实现 [J], 韩志科;王贵;韩俊杰4.基于地图API的校园在线电子地图设计与实现 [J], 程钢;梁晓莉;张得群;蔡圣准5.一种基于改进逻辑回归算法实现模型在线调参方法 [J], 余韦;余凤丽;吉晶;杨猛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于Simulink和Infoplus.21的实时仿真数据平台

!本文得到国家863计划应用基金的资助（No.511-45-010-98）。

收稿日期：2000-03-13第18卷第3期计算机仿真2001年5"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""月一种基于Simulink 和Infoplus.21的实时仿真数据平台!周靖萧德云（清华大学自动化系，100084）摘要该文讨论一种基于仿真软件Simuiink 和实时数据库软件Infopius.21构建的仿真数据平台。

首先介绍这种仿真数据平台的结构，然后提出一种在Simuiink 中使用S -函数实现实时仿真的方法，最后给出建立Simuiink 与Infopius.21数据通道的实现方案。

关键词实时仿真实时数据库SimuiinkS -函数中图分类号TP391.9文献标识码B1引言我们正在开发一种可在流程工业CIMS 环境下运行的故障诊断软件工具。

这种故障诊断软件工具采用三层的结构体系，包括元系统层、子系统层和数据支持层。

元系统层管理知识库、调度各子系统的运行；子系统层管理各子系统的知识库；数据支持层完成向元系统层提供实时数据、对外数据的通讯和生成历史数据库。

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程序，ｅＲａｌ—Ｔｍｅｅｔｅ产品通过向ｗｎｏｓｉｅＸｃｉ）ｕｖｉｗ系ｄ
ＲＸ的体系结构如图１Ｔ所示。．ＲＸ实时硬件抽象层（Ｔｅ —ｉｅＨｒＴＲＸＲａＴｍａ — ｌｄｗｅｂｔｃＬｙｒＲＸＨＬ的作用包括：ｒＡｒａｓａｔａｅ，Ｔ —Ａ）
ＲＸ的仿真平台。在此基础上，出了一种在ＲＸ和ＷｉｏｓＴ提Ｔｎｗ的仿真平台下，用ＲＸ的实时特性以及内存管理特性，计ｄ利Ｔ设实时仿真数据库的方法。方法主要利用ＲＸ的中断处理以及进程调度机制来提高ＷｉｏｓＴｎｗ的实时特性，ｄ利用ＲＸ的内Ｔ存锁定技术来构建实时仿真数据库，采用传统的非实时关系数据库保存历史仿真数据，由实时仿真数据库和历史数据库构成完并
整的仿真数据库。
关键阋
实时仿真数据库
仿真平台
实时执行程序
操作系统
中图法分类号Ｔ３１３Ｐ１．
文献标识码Ａ
随着现代仿真技术的不断发展，对操作系统也提出了更高的要求。特别是对于实时仿真，要求仿
真系统与所研究的系统保持状态一致、行为一致和
统添加了实时功能使ｗｎｏｓｉｗ突破了实时限制。ｄ
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第７卷
第５期２０３ ຫໍສະໝຸດ ０７年月科学技
术
与
工
程
Ｖｏ．Ｎｏ５１７．Ｍａ．２０ｒ０７
１７・８９２０）－８６０６ｔ１１（０７５０８ —４
ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｇｎｅｉｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｎｉｅｒｎ
件测试。
１８２个优先级，别为０—１８１８代表最高优先分２，２级。调度器总是让就绪的等待队列中优先级最高Ｊ
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５期
黄雪英，：于ＲＸ的仿真平台下实时仿真数据库设计等基Ｔ
防止因分页引起的潜在错误。因为ＲＳ要锁定的ＴＳ是一整块未分页的内存，以，Ｗｉｏｓ所在ｎｗ启动后的ｄ很短时间内，这个分配必须完成，否则，内存很快会
２００６年ｌ０月２ｔ４Ｅ收到
第一作者简介：黄雪英（９３）女（）福建人，北工业大１８一，汉，西
学计算机学院硕士生，研究方向：计算机应用。Ｅｍｌｌｄ＠ —ａ：ｅｌｌｒ
１３．ｏ６ｃｒｎ
ＲＳＴＳ实时子系统与其他的Ｗｉｏｓ子系统如ｎｗｄ
Ｗｉｏｓｎｗ的非实时时钟以及计时器。ｄ
３ＲＸ和Ｗｎｏｓ）Ｔｉｄｗ之间的软件中断机制，异常
处理以及对系统确定性的扩展。ＲＸＨＬ无疑为ＲＸ的实时陛Ｔ．ＡＴ提供了强有力
的保证，并为ＲＳ实时子系统提供了底层的支持。ＴＳ
⑥ ２０ＳｉＴｃ．ｎｎ．０７ｅｅｈＥｇｇ．
基于ＲＸ的仿真平台下实时仿真数据库设计Ｔ
黄雪英胡飞
（西北工业大学计算机学院，西安７０７）１０２
摘要针对Ｗｉｏｓｎｗ平台下的传统非实时数据库实时性无法满足实时仿真需求问题，ｄ首先分析了ＲＸ的特点，Ｔ介绍了基于
１ＲＸ简介Ｔ
１１ＲＸ体系结构．Ｔ
时间一致。因此，不仅要求操作系统具有强大的通
用功能如图形显示功能、支持当前流行数据库以及
较强的硬件支持等，还必须要有很强的实时性。这个实时陛主要表现在当一个突发时间到达后，计算
机操作系统应能够及时响应并在规定的时间内完成操作，以保证仿真系统实时陛的要求。仿真系统的严格的时序性也对传统的数据库提出了更高的要求，即对数据库而言，不仅要保持传统意义上的数据一致性，还需要保证时序一致性等。Ｗｎｏｓｉｗｄ是目前最为主流的桌面操作系统，由于其固有的但机制，如进程调度、中断延迟以及优先级分派等使实时性难以保障。Ａｄｎｅ司的ＲＸ（ｒｃ公ｅＴ实时执行
被应用程序占用并分页，这样会导致分配错误的可能性提高很多。ＲＳ在为运行在其上的进程分配ＴＳ
内存后，可以为某个单独进程锁定一块物理内存。
鉴于上述特点，ＴＲＸ可以借助ｗｎｏｓｉｗ强大的ｄ
ＧＩ面和自身的实时特性从操作系统层次来满足Ｕ界
实时要求，同时，Ｔ的锁定一块内存技术可为实ＲＸ时仿真数据库的实现提供基本支持。
Ｗｉ２ＰＳＸＷＯ以及ＤＳ一样，ｎ，ＯＩ，Ｗ３Ｏ也有自己的执行环境和ＡＩＰ。但是，ＴＳ自己的线程调度机ＲＳ有
制。ＲＳ采用抢占式的调度策略。ＲＸ提供了ＴＳＴ
通讯作者简介：飞（９８）男（，胡１６一，汉）陕西人，西北工业大学计算机学院硕士生导师，授，教软件学院剐院长，究方向：研软
１）中断隔离。中断隔离意味着Ｗｎ２线程中ｉ３断不能屏蔽ＲＸ线程中断，ｎ２所管理的设备中ＴＷｉ３断也不能屏蔽ＲＸ线程所管理的设备中断，Ｔ但是
ＲＸ线程中断可以屏蔽Ｗｉ２的中断。Ｔｎ３Ｊ
２）提供高精度的时钟以及计时器，同时也支持