设计模式在飞行仿真软件中的应用.pdf

计算机与现代化
2009年第3期JISUANJIYUXIANDAIHUA总第163期

文章编号:100622475(2009)0320130204
设计模式在飞行仿真软件中的应用

高艳辉,龚华军,李志宇

(南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016)

摘要:飞行仿真已经成为飞行控制系统分析、设计和研发过程的一个重要部分,仿真软件的设计是实现仿真目的的关键。
面向对象仿真方法是当前飞行仿真软件发展的一个重要方向。而设计模式是面向对象技术的最新进展之一。本文介绍
了设计模式的原则与策略,简要描述了飞行仿真系统的结构与主要功能。以此为基础,通过UML类图示例,详细论述了
多个设计模式在飞行仿真软件设计中的应用。最后重新设计和开发了数字飞行仿真软件。
关键词:设计模式;飞行仿真;面向对象;飞行仿真系统
中图分类号:TP391.9文献标识码:A

ApplicationofDesignPatternsinFlightSimulationSoftware

GAOYan2hui,GONGHua2jun,LIZhi2yu

(CollegeofAutomationEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)

Abstract:Object2orientedsimulation(OOS)isanimportantdevelopmenttrendinthecurrentflightsimulationcommunity.Some
simulationsoftwarehaslittlemaintainabilityandreusabilityforthedevelopersdon’tmasterobject2orientedtechnologywelle2
nough.Flightsimulationsystemsaren’tadaptedtothevarietyofsimulationtask.Thedesignpatternisoneofthelatestprogres2
sesintheobject2orientedfield.Thispaperintroducestheprinciplesandstrategiesofdesignpatterns,thestructureofflightsimu2
lationsystemisbrieflydescribed.Basedonthem,itisdiscussedindetailthatseveraldesignpatternsareappliedinthedesignof
flightsimulationsoftware,andtheUMLclassdiagramsaredrewup.Finally,theflightsimulationsoftwareisredesignedandde2
veloped.
Keywords:designpatterns;flightsimulation;object2oriented;flightsimulationsystem

行动力学方面的知识,也要掌握计算机编程技术,能
0引言
够很好地使用面向对象技术,设计飞行仿真软件中的
飞行仿真技术已经成为飞行控制系统分析、设计各个类以及对象间的通信。
和研发过程的一个重要部分。一个通用的飞行仿真设计模式是面向对象技术的最新进展之一。设
软件可以明显地减少飞行控制系统研发的时间、成本计模式是在具体的背景环境中处理问题的方法,其目
和风险。但是这对仿真软件的设计提出了很高的要的是使那些在特定环境中工作良好的设计得以在相
求,结构设计不仅要合理,而且还要具有良好的复用似的环境中被其他人再次应用。现在软件开发人员
性、可靠性。除了继续发现新的模式外,已经有越来越多的人将目
目前飞行仿真软件的开发已经开始采用面向对光集中在现有模式在一些大型软件系统中的应用。
象的方法和工具,如Flightgear、Alsim等飞行仿真软利用模式的思想,我们只要遵守设计准则,合理选用、
件。参与仿真软件开发的各专业人员既需要掌握飞组合设计模式即可。利用已经设计的成熟技术,一方

收稿日期:2008212210
作者简介:高艳辉(19762),男,河北辛集人,南京航空航天大学自动化学院助理工程师,硕士,研究方向:飞行控制系统设计
与仿真;龚华军(19642),男,浙江慈溪人,教授,研究方向:飞行控制,综合控制;李志宇(19762),男,黑龙江人,助理研究员,
研究方向:数字控制系统。
2009年第3期高艳辉等:设计模式在飞行仿真软件中的应用131

面可以使仿真软件系统更灵活,大幅度提升软件系统象,面向复