半实物仿真

2008年国防工业出版社出版的图书

《半实物仿真》是2008年国防工业出版社出版的图书，作者是单家元和丁艳。该书主要从半实物仿真的概念、理论和设计三个方面，对半实物仿真系统和技术作了较为详细的介绍。涉及半实物仿真基本概念、半实物仿真系统和技术、仿真计算技术、视景仿真技术、目标与环境物理特征及其仿真技术、运动特性仿真技术、力与力矩特性仿真技术、卫星定位信号仿真技术、半实物仿真系统设计与集成技术以及半实物仿真试验技术等内容。本书可作为教材供导航制导与控制、飞行器设计等相关专业的研究生使用，也可以供从事半实物仿真工作的研究人员参考。

简介

banshiwu fangzhen

半实物仿真

hardware-in-loop simulation

将控制器(实物)与在计算机上实现的控制对象的仿真模型(见数学仿真)联接在一起进行试验的技术。在这种试验中，控制器的动态特性、静态特性和非线性因素等都能真实地反映出来，因此它是一种更接近实际的仿真试验技术。这种仿真技术可用于修改控制器设计（即在控制器尚未安装到真实系统中之前，通过半实物仿真来验证控制器的设计性能，若系统性能指标不满足设计要求，则可调整控制器的参数，或修改控制器的设计），同时也广泛用于产品的修改定型、产品改型和出厂检验等方面。半实物仿真的特点是：①只能是实时仿真，即仿真模型的时间标尺和自然时间标尺相同。②需要解决控制器与仿真计算机之间的接口问题。例如，在进行飞行器控制系统的半实物仿真时，在仿真计算机上解算得出的飞机姿态角、飞行高度、飞行速度等飞行动力学参数会被飞行控制器的传感器所感受，因而必须有信号接口或变换装置。这些装置是三自由度飞行仿真转台、动压－静压仿真器、负载力仿真器等。③半实物仿真的实验结果比数学仿真更接近实际。

体系结构

半实物仿真体系结构由操作者、实时光电场景生成、测试单元及场景生成与测试单元接口4部分组成。

仿真系统主要包括下述3个部分：

1.控制计算机，进行非实时数据库和场景建立；

2.实时紫外场景生成；

3.向受试传感器投影紫外线辐射，或向紫外信号处理器直接注入处理后的场景数据。

测试

传感器观察目标时所接收的辐射能量时多种辐射因素的综合，如目标、太阳、大气和地物等的辐射，因此在光谱带宽内场景必须包括物体的固有辐射、背景辐射、大气传输影响、天空和太阳光散射及反射等辐射分量。开发新型的紫外探测系统要求对紫外环境进行仿真，以对传感器系统研制、测试与综合进行评估。测试可以实时、硬件回路仿真器的形式来进行紫外环境仿真，启动硬件回路测试，并使用户能够快速生成不同的仿真以便对场景进行评估。

作者简介

单家元，男。1967年6月3日出生，湖北黄梅人，北京理工大学宇航科学技术学院教授，博士生导师。1988年毕业于华中理工大学流体传动与控制专业获工学学士学位。1991年毕业于北京理工大学流体传动与控制专业获工学硕士学位。1999年在职毕业于北京理工大学控制理论与控制工程专业获工学博士学位。1991年以来在北京理工大学飞行器工程系任教，主要从事导航制导与控制的教学和科研工作。主要研究方向飞行器制导控制与仿真、系统建模与仿真。

第1章半实物仿真基本概念

1.1系统仿真

1.2模型与仿真

1.3系统仿真分类

1.4仿真系统与仿真实体

1.5半实物仿真与半实物仿真技术

第2章半实物仿真系统与半实物仿真技术

2.1半实物仿真系统

2.2半实物仿真技术

第3章仿真计算技术

3.1模拟混合仿真计算机技术

3.2全数字仿真计算机技术