半實物仿真測試系統(tǒng)的構成

半實物仿真測試系統(tǒng)是指在仿真實驗系統(tǒng)的仿真回路中，對訪問一些真實對象的實時仿真。實時是半實物仿真測試的必要前提，半實物仿真測試具有數(shù)學仿真和物理測試不可比擬的優(yōu)勢，可以大大提高產(chǎn)品質量、減少發(fā)展趨勢、縮短開發(fā)周期、減少物理測試次數(shù)。從系統(tǒng)的角度來說，半實物仿真允許將一些對象接入系統(tǒng)，也就是說可以將一些對象放入系統(tǒng)中進行調查，以便在滿足系統(tǒng)整體性能指標的環(huán)境中對組件進行測試。因此半實物仿真測試系統(tǒng)是提高系統(tǒng)設計可靠性和開發(fā)質量的必要手段。

半實物仿真測試系統(tǒng)屬于實時仿真系統(tǒng)，它是一種半實物實時技術，利用計算機接口將實物嵌入到軟件環(huán)境中，要求系統(tǒng)的軟件和硬件實時運行，從而模擬整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。該系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成： 　

1、仿真計算機。仿真計算機是實時仿真系統(tǒng)的核心部分，它運行仿真環(huán)境和物理對象的數(shù)學模型程序。一般來說，采用分層模塊化建模方法，在仿真計算機中實時調度運行，將模塊化程序劃分為不同的速率塊。對于復雜的大規(guī)模仿真系統(tǒng)，多臺計算機可以聯(lián)網(wǎng)并實時運行。 　

2、物理效果設備。物理效果設備的作用是模擬現(xiàn)實世界中的物理環(huán)境，形成虛擬環(huán)境或模擬環(huán)境。物理效果設備是實現(xiàn)仿真系統(tǒng)所需的中間環(huán)節(jié)。其動態(tài)特性、靜態(tài)特性和時延都會對仿真系統(tǒng)的可信度和準確性產(chǎn)生影響，因此必須有嚴格的相應技術指標要求。 　

3、接口設備。模擬計算機輸出的驅動信號驅動接口轉換后相應的物理效果設備。同時，接口裝置將操作者或物理系統(tǒng)的控制輸入信號反饋給仿真計算機。 　

半實物仿真測試系統(tǒng)基本原理

半實物仿真系統(tǒng)通過在仿真計算機中求解動態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的數(shù)學模型，獲得系統(tǒng)和環(huán)境的各種參數(shù)。這些參數(shù)通過物理效應設備產(chǎn)生傳感器所需的測量環(huán)境，從而形成一個完整的閉環(huán)仿真系統(tǒng)。 　　

半實物仿真測試具有哪些特征

半實物仿真測試是一種集實物測試裝置和計算機仿真模型為一體的混合測試方法。它具有以下主要特征:

1. 部分實物,部分仿真。半實物仿真測試是由部分實物測試裝置和部分計算機仿真模型組合而成。它既保留了實物測試的部分真實性,又具有仿真測試的低成本高效優(yōu)點。

2. 真實輸入與輸出。測試系統(tǒng)可以接受來自實物的輸入信號,產(chǎn)生作用于實物的輸出響應。實物部件的輸入輸出性能可以實現(xiàn)比較真實的測試。

3. 實時交互。實物部件和仿真模型之間可以實時交互,仿真模型可以根據(jù)實物的反饋實時調整,實現(xiàn)實物和仿真模型的協(xié)同工作。

4. 易于重構。由于部分采用仿真模型,測試系統(tǒng)可以根據(jù)需要方便地重新配置更換不同的仿真模型和實物部件,構建不同的測試平臺。

5. 低成本高效。相比全實物測試和全仿真測試,半實物仿真測試系統(tǒng)的研制難度和成本更低,測試效率更高,周期更短。

6. 測試效果可靠。部分采用實物部件,可以使測試結果具有較高的真實性和參考價值。雖不及全實物測試,但勝過全仿真。

半實物仿真測試系統(tǒng)的研制難度適中,投資成本較低,可以實現(xiàn)實物和仿真模型的實時交互,產(chǎn)生較真實的輸入輸出響應,測試結果的可靠性也較高。所以,它在工程領域得到廣泛應用,是一種性價比較高的混合測試方法。

半實物仿真測試的使用要點

在使用這款半實物仿真測試之前，也有很多的問題伴隨著大家，所以說想要更好地使用它，就要了解它的一些知識點。要清楚半實物仿真測試也稱為硬件在環(huán)仿真，實際上主要是指將一些物體插入到實驗系統(tǒng)的仿真回路中進行實時仿真。實時性是硬件在環(huán)仿真的必要前提。該產(chǎn)品現(xiàn)在提供了實現(xiàn)比其他類型的模擬方法更具成本效益的真實感的可能性。從系統(tǒng)的角度來看，半物理仿真允許將幾個真實的對象連接到系統(tǒng)中，這意味著可以將幾個真實的對象放置在系統(tǒng)中進行調查，從而可以在滿足整體性能的環(huán)境中對組件進行測試系統(tǒng)的指標。

因此，半實物仿真測試是提高系統(tǒng)設計可靠性和開發(fā)質量的重要途徑。事實上，這種產(chǎn)品的技術從1960年代航天飛機問世開始，一直流行到現(xiàn)在的美國。大多數(shù)美國國防承包商都有一個或多個準物理模擬實驗室，代表了世界當前的先進水平。

半實物仿真測試具有用于半實物模擬測試的高速高精度模擬器；此外，該產(chǎn)品還擁有先進完備的環(huán)境模擬設備。

國產(chǎn)硬件在環(huán)仿真技術在導彈制導、導彈控制、衛(wèi)星姿態(tài)控制等應用研究中也達到了較高水平。其特點是在回路中與實物相連，必須實時工作，即仿真模型的時間尺度與自然界的時間尺度相同。

簡而言之，半實物仿真測試是一種實時硬件技術，利用計算機接口將實物置于軟件環(huán)境中，要求系統(tǒng)的軟硬件實時運行，從而模擬整個系統(tǒng)和內部計算機的運行狀態(tài)。是實時仿真系統(tǒng)的主要部分，半實物仿真測試運行物理對象和仿真環(huán)境的數(shù)學模型和程序。一般采用分層模塊化的建模方法，將模塊化的程序劃分為不同的速率塊，并根據(jù)速率塊調度仿真計算機實時運行。對于大型復雜仿真系統(tǒng)，可以將多臺計算機聯(lián)網(wǎng)實時運行。

半實物仿真測試平臺是連接控制器和被控對象進行測試的測試平臺，在基于半實物仿真的實驗中，能夠真實地反映控制器的動態(tài)特性、靜態(tài)特性和非線性因素，是一種比較實用的仿真測試技術。

北京易盛泰和可以根據(jù)用戶需求研發(fā)半實物仿真試驗平臺，該測試系統(tǒng)在訪問物理對象和生成仿真環(huán)境實時仿真系統(tǒng)時，通常連接到物理系統(tǒng)，系統(tǒng)模擬試驗系統(tǒng)模擬試驗可控、無損、可重復、經(jīng)濟、安全，不受氣象條件和現(xiàn)場環(huán)境限制。其次，系統(tǒng)仿真的應用系統(tǒng)仿真技術可以廣泛應用于工業(yè)、能源、國防、水利等工程和非工程領域，也可以廣泛應用于試驗評估、設計分析、產(chǎn)品開發(fā)方案論證、制造和人才培養(yǎng)的全過程。