专利名称：一种多学科协同设计信息交流平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多学科协同设计信息交流平台，属于航空航天技术领域。
背景技术：
复杂系统总体优化设计的主要任务是对系统的设计参数进行寻优选择，在一定程 度上使系统最佳地满足技术指标和设计约束条件。例如，全面的导弹系统设计覆盖了总体、 控制、结构、动力、载荷、弹道、效能等诸多个学科，采用多学科设计优化思想可以有效的处 理众多学科之间的相互耦合，减少各专业的相对独立性，减少各学科之间的迭代与协调，从 而提高总体设计的效率。多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization, MD0)是近十几年来航空工业发达国家所提出的一种新的飞行器设计方法。国内外开展了一 系列关于多学科设计优化的研究，但是大多应用在飞机设计、汽车产品设计以及企业管理 系统等，并且主要是针对优化算法提出了改进，以及优化过程的实现，然而并没有开发出一 个完整的针对复杂系统协同设计的信息交流平台。
发明内容本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种多学科协同设计信息交流平 台，所述平台为复杂系统设计提高设计环境，贯穿最初的各子系统建模到最后的系统设计 优化过程，使得设计者更好的实时监控各个子学科的设计和优化过程，便于子系统间的协 调，最后实现了设计的自动化流程，大大提高了设计效率。本实用新型的一种多学科协同设计信息交流平台，包括系统主控机、η台分析服务 器、协同计算服务器、VGA矩阵切换器、多屏控制器、中央集成控制系统、η+1个分配器、显示 终端和数据库；系统主控机、分析服务器、协同计算服务器和数据库组成了分布式计算机环境，之 间通过网线连接，系统主控机进行飞行器的系统级建模，η台分析服务器分别进行飞行器各 个子系统建模，系统主控机和η台分析服务器通过局域网将建模中的计算任务提交到协同 计算服务器，协同服务器根据计算任务实现设计过程中计算机负载均衡，对多设计任务进 行软硬件资源调配，实时监控各任务的参数变化及最优结果，最终将得到的数据存储在数 据库中，系统主控机和分析服务器通过局域网在数据库中提取需要的计算数据；系统主控 机、分析服务器分别将显示卡输出的VGA信号传输给VGA矩阵切换器；VGA矩阵切换器、多屏控制器、中央集成控制系统、分配器、显示终端组成了信息交 流平台，系统主控机和η台分析服务器输出的VGA信号传送至VGA矩阵切换器，经过VGA矩 阵切换器输出n+1路VGA信号，将n+1路VGA信号接入多屏控制器和中央集成控制系统； 多屏控制器连接n+1台分配器，分配器的输出端连接连接显示终端的输入端，通过多屏控 制器的键盘鼠标直接对显示终端进行显示操作；多屏控制器把显示终端的显示模式保存下 来，下次使用时直接调用，在显示终端进行拼接显示；中央集成控制系统包括主控机和触摸屏，主控机通过多屏控制器进行控制，对显
3示终端进行操作，触摸屏作为主控机的一个输入端，通过主控机对中央集成控制系统编程， 实现用户直接通过触摸屏操作，对显示终端进行控制；主控机的处理器直接通过以太网连接到局域网或互联网，通过网络对主控机进行 遥距调试和控制；每个中央集成控制系统均为用户指定IP地址，与用户计算机网络融合；显示终端为n+1台液晶组成的大显示屏，显示终端的输入端分别对应连接分配器 的输出端，显示终端能够进行拼接显示。本实用新型的优点在于(1)实现各个子系统设计的独立性，利用协同计算服务器充分的提高计算效率。(2)为复杂系统设计提高优越的设计环境，本实用新型贯穿最初的各子系统建模 到最后的系统设计优化过程，使得用户更好的实时监控各个子学科的设计和优化过程，便 于子系统间的协调，体现出协同设计思想，大大提高了设计效率。(3)实现异地、异构设计环境的硬件及软件资源管理。(4)通过多学科协同设计信息交流平台进行复杂系统的设计可以使设计人员独立 的进行子系统建模，并且十分方便的了解其它子系统的模型和优化过程。(5)在该平台上可以有效地进行系统设计过程的管理，充分地利用分布式计算环 境高效的得到优化结果。
图1本实用新型的结构示意图；图中1-系统主控机 2-分析服务器 切换器5-多屏控制器 6-中央集成控制系统9-显示终端
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型是一种多学科协同设计信息交流平台，如图1所示，包括系统主控机 1、η台分析服务器2、协同计算服务器3、VGA矩阵切换器4、多屏控制器5、中央集成控制系 统6、n+1个分配器7、显示终端9和数据库8。系统主控机1、分析服务器2、协同计算服务器3和数据库8组成了分布式计算机 环境，之间通过网线连接，系统主控机1进行飞行器的系统级建模，η台分析服务器2分别 进行飞行器各个子系统建模，系统主控机1和η台分析服务器2通过局域网将建模中的计 算任务提交到协同计算服务器3，协同服务器3根据计算任务实现设计过程中计算机负载 均衡，对多设计任务进行软硬件资源调配，实时监控各任务的参数变化及最优结果，最终将 得到的数据存储在数据库8中，系统主控机1和分析服务器2通过局域网在数据库8中提 取需要的计算数据，然后系统主控机1、分析服务器2分别将显示卡输出的VGA信号传输给 VGA矩阵切换器4。VGA矩阵切换器4、多屏控制器5、中央集成控制系统6、分配器7、显示终端9组成
3-协同计算服务器 4-VGA矩阵 7-分配器8-数据库了信息交流平台，系统主控机1和η台分析服务器2输出的VGA信号传送至VGA矩阵切换 器4，经过VGA矩阵切换器4矩阵输出n+1路VGA信号，将n+1路VGA信号接入多屏控制器 5和中央集成控制系统6。多屏控制器5为WINDOWS系统，连接n+1台分配器7，分配器7的 输出端连接连接显示终端9的输入端，通过多屏控制器5的键盘鼠标直接对显示终端9进 行显示操作，多屏控制器5还可以根据中央集成控制系统6中的主控机601进行控制，对显 示终端9进行操作。多屏控制器5可以把显示终端9的显示模式保存下来，下次使用时直 接调用，在显示终端9进行拼接显示。所述的显示模式包括显示终端9播放视频的位置、大 小等，所述的拼接显示为每屏显示1路或同时显示n+1路，也可任意部分屏幕拼接显示1路 或者以视频窗口方式拖拉叠加显示。中央集成控制系统6包括主控机601和触摸屏602，所述的主控机601为 ITPB (International Tech Park Banglore)，所述的触摸屏602为256色透射式点阵液晶 触摸屏ITCW57P，主控机601安装控制软件后，对多屏控制器5进行控制。主控机601提供现有控制系统不具备的通讯功能，主控机601的处理器直接通过 以太网连接到局域网或互联网，通过网络对主控机601进行遥距调试和控制。每个中央集 成控制系统6均为用户指定IP地址，完全和用户计算机网络融合。中央集成控制系统6还 可配无线收发器，通过无线收发器与用户进行无线通讯。触摸屏602作为主控机601的一个输入端，通过主控机601对中央集成控制系统 6编程，实现用户直接通过触摸屏602操作，对显示终端9进行控制。显示终端9为n+1台液晶组成的大显示屏，显示终端9的输入端分别对应 连接分配器7的输出端。当显示终端9进行拼接显示时，整个屏幕为一整个画面 ((n+1) X 1024) X768，每台液晶可达到1024X768的分辨率。显示终端9中的拼接系统保 证液晶分辨率的真正叠加，在大屏幕上的显示不因屏幕面积增大而导致分辨率的下降，保 证小屏上显示不下的高分辨率WINDOWS虚拟坐标矢量图在整个屏幕上清晰地显示。实施例以吸气式冲压发动机为动力的导弹为例，本实用新型的飞行器多学科协同设计信 息交流平台的实施方式具体如下飞行器多学科协同设计信息交流平台，包括系统主控机1、七台分析服务器2、协 同计算服务器3、VGA矩阵切换器4、多屏控制器5、中央集成控制系统6、八个分配器7、显示 终端9和数据库8。七台分析服务器2分别完成各子系统建模，包括外形设计、空气动力学分析、推进 系统设计、结构分析、控制、弹道分析和质量分析。系统主控机1和七台分析服务器2通过局域网将计算任务提交到协同计算服务 器3，协同服务器3完成实现设计过程中计算机负载均衡，对多设计任务进行软硬件资源调 配，实时监控各任务的参数变化及最优结果，最终将数据存储在数据库8。系统主控机1和 分析服务器2通过局域网在数据库8中提取数据。信息交流平台包括一台VGA矩阵切换器4、一台控制器5、一套中控系统6、八个分 配器7和显示终端9，其中显示终端9为可以分为8块的显示屏幕。系统主控机1和七台分析服务器输出VGA信号(显示卡输出)，经由VGA矩阵切换 器4，矩阵输出的八路VGA信号再接入多屏控制器5。[0036]多屏控制器5为WINDOWS系统，多屏控制器5接八台分配器7，通过多屏控制器5 的键盘鼠标直接对显示终端9进行操作，多屏控制器5还可以根据中央集成控制系统6中 的主控机601进行控制，对显示终端9进行操作。多屏控制器5可以把显示终端9的显示 模式保存下来，下次使用时直接调用，在显示终端9进行拼接显示。中央集成控制系统6包括主控机601和触摸屏602，计算机安装控制软件后，对多 屏控制器5进行控制。。触摸屏602作为主控机601的一个输入端，通过主控机601对中央集成控制系统6 编程，实现用户直接通过触摸屏602操作，对显示终端9进行控制，触摸屏602上显示了八 路VGA信号，在触摸屏602上点击其中任何一个或者几个，可以使该一个或者几个VGA信号 放大显示在整个显示终端9上，实现用户直接对触摸屏操作进行信息交流平台的控制。
权利要求一种多学科协同设计信息交流平台，其特征在于，包括系统主控机、n台分析服务器、协同计算服务器、VGA矩阵切换器、多屏控制器、中央集成控制系统、n+1个分配器、显示终端和数据库；系统主控机、分析服务器、协同计算服务器和数据库组成了分布式计算机环境，之间通过网线连接，系统主控机进行飞行器的系统级建模，n台分析服务器分别进行飞行器各个子系统建模，系统主控机和n台分析服务器通过局域网将建模中的计算任务提交到协同计算服务器，协同计算服务器根据计算任务实现设计过程中计算机负载均衡，对多设计任务进行软硬件资源调配，实时监控各任务的参数变化及最优结果，最终将得到的数据存储在数据库中，系统主控机和分析服务器通过局域网在数据库中提取需要的计算数据；系统主控机、分析服务器分别将显示卡输出的VGA信号传输给VGA矩阵切换器；VGA矩阵切换器、多屏控制器、中央集成控制系统、分配器、显示终端组成了信息交流平台，系统主控机和n台分析服务器输出的VGA信号传送至VGA矩阵切换器，经过VGA矩阵切换器输出n+1路VGA信号，将n+1路VGA信号接入多屏控制器和中央集成控制系统；多屏控制器连接n+1台分配器，分配器的输出端连接连接显示终端的输入端，通过多屏控制器的键盘鼠标直接对显示终端进行显示操作；多屏控制器把显示终端的显示模式保存下来，下次使用时直接调用，在显示终端进行拼接显示；中央集成控制系统包括主控机和触摸屏，主控机通过多屏控制器进行控制，对显示终端进行操作，触摸屏作为主控机的一个输入端，通过主控机对中央集成控制系统编程，实现用户直接通过触摸屏操作，对显示终端进行控制；主控机的处理器直接通过以太网连接到局域网或互联网，通过网络对主控机进行遥距调试和控制；每个中央集成控制系统均为用户指定IP地址，与用户计算机网络融合；显示终端为n+1台液晶组成的大显示屏，显示终端的输入端分别对应连接分配器的输出端，显示终端能够进行拼接显示。
2.根据权利要求1所述的一种多学科协同设计信息交流平台，其特征在于，所述的显 示模式包括显示终端播放视频的位置、大小。
3.根据权利要求1所述的一种多学科协同设计信息交流平台，其特征在于，所述的拼 接显示为每屏显示一路或同时显示n+1路，或者任意部分屏幕拼接显示一路或者以视频窗 口方式拖拉叠加显示。
4.根据权利要求1所述的一种多学科协同设计信息交流平台，其特征在于，所述的触 摸屏为256色透射式点阵液晶触摸屏ITCW57P。
专利摘要本实用新型公开了一种多学科协同设计信息交流平台，包括系统主控机、n台分析服务器、协同计算服务器、VGA矩阵切换器、多屏控制器、中央集成控制系统、n+1个分配器、显示终端和数据库；系统主控机和n台分析服务器进行系统设计，最后通过显示终端进行显示。本实用新型中各个子系统设计为独立的，利用协同计算服务器充分的提高计算效率；用户可以实时监控各个子系统的设计和优化过程，便于子系统间的协调，提高了设计效率；中央集成控制系统的通信功能实现异地、异构设计环境。
文档编号H04L12/28GK201750441SQ20102016480
公开日2011年2月16日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者姜欢, 李佳峰, 李萍, 盛永智, 陈万春 申请人:北京航空航天大学