雷达系统标准化建模与仿真关键技术研究-计算机系统结构专业毕业论文.docx

THERESEARCHONRADARSYSTEMSTANDARDIZATIONMODELINGANDSIMULATIONTECHNOLOGYADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor: anizationAuthor: LeiWangAdvisor: : puterScience&Engineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名: 王 磊 日期:2013年5月8 日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名:王磊导师签名: 卢显良日期:2013年5月9日摘要摘 要雷达体制种类繁多、分类方式复杂,因此在雷达系统仿真中,虽为类似的雷达功能模型,却往往需要编制不同的实现代码,模型可重用性并不强。标准化建模就是分析和提炼不同仿真条件下雷达系统仿真对象的共性功能模块,建立层次化、多粒度对象模型体系,并以此构建通用仿真框架,达到简化仿真复杂性目的。雷达系统仿真所涉及的关键技术包括:仿真对象间通信、分布式仿真控制、仿真对象间数据驱动、对象接口代码自动生成、并行仿真算法或结构等。这些关键技术都是围绕仿真对象间的互连互通、仿真效率、仿真模型规范等核心问题展开的。本论文以雷达系统为主要研究对象,在深入分析雷达原理的基础上,采用系统仿真手段对雷达系统展开对象建模、仿真框架、模型标准化与互操作、并行仿真技术等方面研究性工作,旨在通过对基于对象模型的雷达系统仿真建模方法的研究,建立一种标准化和通用化的雷达建模仿真框架;通过对雷达对象模型间的互操作研究,建立一种基于消息传递的仿真对象间接通信模型,并建立一种基于数据中心间接传递成员数据的数据驱动模型;通过对分布式结构下雷达系统仿真成员调度控制的研究,提出一种雷达仿真引擎;通过对雷达仿真模型并行结构的研究,在多核处理器共享内存结构下建立一种多数据链路处理模型,在分布式节点计算结构下建立一种多节点并行任务最优分配模型。并行仿真模型的建立可以提高仿真系统效率。论文的主要贡献归纳如下:,将雷达系统抽象表示成一种层次化多粒度体系框架,包括:应用层、系统层、部件层、组件层、公用算法层、支撑层。框架可以提高雷达系统模型的通用性、易重用性。采用对象模板定义仿真模型,通过模型转换和代码自主生成提高仿真系统效率。对象模型部件采用通用化结构,解决了部件内部构造和外部交互的问题。,建立消息定义文件模板和进程并发访问控制策略,用以解决仿真成员间的互操作和通信。(MessageServiceCenter,MSC)和运行监控中心(SystemConsole,SC)两层控制结构的雷达仿真引擎和消息传递算法(MessagePassingAlgorithm,MPA),用以解决雷达系统分布式仿真调度控制问题。,建立仿真成员数据接口描述规范,分层次定义仿真数据描述信息,用以解决仿真成员数据模型驱动问题。同时,代码自动生成可以提高仿真系统研制效率。,提出一种在单机多核处理器计算环境下对雷达系统进行全数字仿真的并行算法,通过建立多条数据帧并行处理逻辑链路的方法,加速提升并行仿真系统的运行效能。采用效率矩阵描述独立任务集和节点计算能力的匹配关系,提出一种任务-节点最优分配算法,将多节点处理系统中任务执行总开销最小作为目标约束。采用矩阵划分和构造虚拟方阵的方法转化将非平衡问题转化为平衡分配问题,以满足匈牙利算法的输入条件,并通过多次迭代匈牙利算法,求得确定效率矩阵的任务-节点最优分配解。、可变参、分布式特点的通用雷达软件仿真系统。关键词:对象模型,仿真建模框