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半实物仿真测试系统的构成、特点及基本原理

2021-05-06

半实物仿真测试系统是指在仿真实验系统的仿真回路中,对访问一些真实对象的实时仿真。实时是半实物仿真测试的必要前提半实物仿真测试具有数学仿真和物理测试不可比拟的优势,可以大大提高产品质量减少发展趋势缩短开发周期减少物理测试次数。从系统的角度来说,半实物仿真允许将一些对象接入系统,也就是说可以将一些对象放入系统中进行调查,以便在满足系统整体性能指标的环境中对组件进行测试。因此半实物仿真测试系统是提高系统设计可靠性和开发质量的必要手段。 

  

半实物仿真测试系统属于实时仿真系统它是一种半实物实时技术,利用计算机接口将实物嵌入到软件环境中,要求系统的软件和硬件实时运行,从而模拟整个系统的运行状态。该系统主要由以下几个部分组成:  

1仿真计算机仿真计算机是实时仿真系统的核心部分,它运行仿真环境物理对象的数学模型程序。一般来说,采用分层模块化建模方法,在仿真计算机中实时调度运行将模块化程序划分为不同的速率块。对于复杂的大规模仿真系统,多台计算机可以联网并实时运行。  

2物理效果设备物理效果设备的作用是模拟现实世界中的物理环境,形成虚拟环境模拟环境。物理效果设备是实现仿真系统所需的中间环节。其动态特性、静态特性和时延都会对仿真系统的可信度和准确性产生影响,因此必须有严格的相应技术指标要求。  

3接口设备模拟计算机输出的驱动信号驱动接口转换后相应的物理效果设备。同时,接口装置将操作者或物理系统的控制输入信号反馈给仿真计算机。   

半实物仿真测试系统基本原理:半实物仿真系统通过在仿真计算机中求解动态系统和环境的数学模型,获得系统和环境的各种参数。这些参数通过物理效应设备产生传感器所需的测量环境,从而形成一个完整的闭环仿真系统。   

半实物仿真测试系统的特点1建立仿真模型任何仿真模型的实现都必须建立被仿真对象实体的数学模型。除了建立仿真实体的数学模型外,还应建立环境模型,如飞行仿真系统中的大气环境模型和地理环境模型。2访问物理对象和生成仿真环境实时仿真系统通常连接到物理系统,系统模拟试验系统模拟试验可控、无损、可重复、经济、安全,不受气象条件和现场环境限制。3系统仿真的应用系统仿真技术可以广泛应用于工业能源、国防、水利等工程和非工程领域,也可以广泛应用于试验评估设计分析、产品开发方案论证、制造和人才培养的全过程。4系统仿真的实时仿真计算机已经从“并行”计算模拟计算机发展到“串行”计算数字计算机,突出的技术关键是如何保证仿真系统的实时运行。


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