基于协同仿真平台COSIM的复杂航天产品控制系统仿真分析

《基于协同仿真平台COSIM的复杂航天产品控制系统仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于协同仿真平台COSIM的复杂航天产品控制系统仿真分析杨林1，柴旭东2，张田文1(i．哈尔滨工业大学计算机科学技术学院，黑龙江哈尔滨1500012中国航天二院北京仿真中心，北京100854)摘要：复杂产品协同仿真技术是以各类CAx(如CAD、CAM、CAE等)／DFx(如DFA、DFM等)技术为代表的产品设计分析技术，它需要运用各类CAx／DFx设计分析工具对产品进行设计和仿真分析。如何将目前现有的CAx／DFx设计分析工具有效地集成在复杂产品协同仿真平台上，利用这些工具对复杂产品的各领域系统进

2、行合理的设计和准确的仿真分析，一直是科研工作者努力解抉的一个问题。本文以基于复杂产品协同仿真平台COSIM的某航天产品的设计分析为背景，提出采用软件自动化技术和COM组件的形式在复杂产品协同仿真平台COSIM上集成仿真分析工其MATLAB，实现对复杂航天产品控制系统的仿真分析，给出解决问题的～个集成方案和仿真执行算法，并得到了实际工程的有效性验证。关键词：复杂产品协同仿真技术：工具集成：软件自动化技术：MATLAB；c锄组件技术1复杂产品与多领域协同仿真技术复杂产品系指一类客户需求复杂、产品组成复

3、杂、产品技术复杂、制造过程复杂、项目管理复杂的产品。典型产品如航天器、飞机、汽车、复杂机电产品、武器系统等。复杂产品开发过程中涉及的子系统多、学科技术种类多(通常涉及机械、屯子、软件及控制等多学科领域)、人员／工具多，其系统的组成甚至呈现出分布、交互的特点，且与外界环境存在着复杂的交互关系。复杂产品对传统的产品开发技术、管理与工具提出～系列新的挑战。目前，以各类CAx(如CAD、CAM、CAE等)／DFx(如DFA、DFM等)技术为代表的产品设计分析技术已在机械、电子、控制、软件等各个领域中取得许

4、多研究成果与成功的应用。但要靠当前某一种或一类仿真／分析工具来解决这一涉及多领域的复杂产品设计问题是不现实的。与此同时，近年来人们己开始重视多领域协同CAx／DFx技术的研究开发，并对复杂产品协同仿真技术的体系结构、支撑环境和工具集等关键环节进行了有意义的探索和研究。复杂产品协同仿真技术是指异地、分布的建模、仿真分析人员可在一个协同、互操作的环境中方便、快捷和友好地采用各自领域的专业分析工具对构成系统的各子系统进行建模与仿真分析，或从不同技术视图进行功能、性能的单点分析，并透明地支持它们参与整个系

5、统的联合仿真，协作完成对系统的仿真的一种复杂系统仿真分析方法，是在各领域建模、仿真分析工具CAx／DFx技术基础上的进一步发展，是多领域协同CAx／DFx技术。尤其对一个涉及机械、电子、控制、软件等多个领域的复杂产品。通过对复杂产品的分析与高层建模，建立出复杂产品的组成模型，对其不同子模型分别采用其各自领域的当前流行工具来开发，构造出复杂产品的混合异构层次化模型，并在分布式232环境中支持这些工具的协同运行，通过对这些由不同工具、不同算法、甚至不同描述语言实现的分布、异构模型的集成、分布、联合仿真

6、来模拟和分析复杂产品的系统性能、功能与行为““。2复杂产品协同仿真平台COS蹦复杂产品协同仿真平台COSIM由航天二院、清华大学、北京航空航天大学联合开发的，此复杂产品协同仿真平台是基于国家863／CIYS航天并行工程项目，以涉及机械、软件、控制与动力学等多学科领域的某航天复杂产品为应用背景，开展了复杂系统多领域协同仿真技术的研究、应用与初步实践。复杂产品协同仿真平台CoSIM(C01]aborativeSimulationPlatform)是一个基于协同仿真技术，支持复杂产品多领域协同仿真的仿真

7、平台。复杂产品协同仿真平台COSIM支持异地分布建模、协同仿真，支持对不同领域仿真分析工具的集成与互操作，从而达到解决复杂产品的多领域协同仿真问题。整个复杂产品协同仿真平台COSI}a由仿真集成框架和一系列可灵活组装的仿真部件组成。其中，仿真集成框架包括共性中间件、仿真PDM使能器、协同建模／管理引擎与协同仿真引擎等部分组成。可灵活组装的仿真部件包括适配器开发工具、数据收集／可视化环境、各领域CEx／DFx工具等必要组件。复杂产品协同仿真平台COSIM的体系结构如图1所示。开发环境运行环境——_·

8、———-’、篓}瓣旧l嚣{融{雾l辫雕协同硅模厝理引覃I协同仿真引擎仿真P洲使能器(Eeabler)拭性中闻件(*eb，x虬，c0Rn，0咖，D∞-，盯l，csc-)计算机硬件／软件，同路，数据库／模型库分布式资源库田1复杂产品协阿仿真平台∞s1_的体系绪构在复杂产品协同仿真平台COSIM中，协同建模／管理引擎基于仿真PDM使能器，通过基于CORBA的API接口提供团队／过程／项目／模型／数据管理服务，支持对各领域cAx／DFx工具，vR／可视化工具等的集成，支持开发阶段的各类活动