半實(shí)物仿真是計算機仿真時(shí)引入部分硬件實(shí)物進(jìn)行軟硬結合的仿真，是設備型號研制和試驗鑒定過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節。與外場(chǎng)試驗相比，其試驗過(guò)程具有可重復性，在理想的仿真環(huán)境設備中，可構造任何想定彈道過(guò)程及各類(lèi)符合戰術(shù)應用的干擾狀態(tài)，試驗成本更為低廉。該實(shí)例建立一種適用于主動(dòng)尋的末制導雷達多種型號、多種信號接口形式的半實(shí)物仿真系統，概述了仿真系統的組成及功能，組建實(shí)時(shí)內存反射網(wǎng)絡(luò )，解決了數據采集傳輸、仿真實(shí)時(shí)性等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

      系統簡(jiǎn)介

       該系統將連接到網(wǎng)絡(luò )中的每臺計算機作為一個(gè)節點(diǎn)，以實(shí)現飛行器空中姿態(tài)、目標環(huán)境特性模擬，全彈道數學(xué)模型解算等功能。就系統設計而言，飛行器物體、穩定控制系統、舵機和捷聯(lián)慣導組件等飛行器控制系統模塊以仿真模型方式參與仿真制導回路試驗。在試驗過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)解算彈道仿真模型的工作狀態(tài)，并管理和控制回路中其它仿真節點(diǎn)協(xié)調有序工作?？紤]其通用性和可擴展性，系統采用高性能通用計算機，配置多樣化的數據采集手段。各仿真模塊接口與飛行器實(shí)體相對應，使其適應多個(gè)型號的仿真試驗。圖1為基于內存反射網(wǎng)絡(luò )的半實(shí)物仿真系統組成框圖。

圖1、基于內存反射網(wǎng)絡(luò )的半實(shí)物仿真系統組成框圖

主要設備及功能

 制導系統半實(shí)物仿真系統主要設備包括高性能通用計算機，SGI圖形工作站，仿真接口控制柜等相關(guān)仿真設備。其中，實(shí)時(shí)內存反射網(wǎng)絡(luò )作用是為仿真試驗提供各設備間的高速通信鏈路，以滿(mǎn)足節點(diǎn)之間的實(shí)時(shí)數據交互要求。而全彈道數學(xué)仿真模型的準確性，戰場(chǎng)態(tài)勢設置的合理性，則需要在應用前加以驗證。以太網(wǎng)就是出于這種目的而設立，同時(shí)也被用于試驗準備階段的軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現各節點(diǎn)控制計算機之間的信息交互和資源共享。出于對被試品實(shí)時(shí)性的考慮，半實(shí)物仿真實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )采用星型拓撲結構，通過(guò)光纖Hub與各仿真設備相連。與環(huán)型結構相比，星型拓撲結構消除了單點(diǎn)失效、實(shí)現了故障隔離，并且系統現場(chǎng)結構清晰、連線(xiàn)簡(jiǎn)單。

1）仿真主控計算機：是整個(gè)系統的管理和控制核心，具有仿真資源配置、仿真試驗前的態(tài)勢下發(fā)、全彈道仿真模型校驗、情報參數裝訂，仿真進(jìn)程控制功能，同時(shí)完成實(shí)時(shí)網(wǎng)閉環(huán)前自檢、系統授時(shí)，對仿真節點(diǎn)的工作狀態(tài)進(jìn)行監控；

2）三軸飛行轉臺：作用是把彈道解算計算機解算出的飛行器姿態(tài)運動(dòng)量,轉換為三個(gè)方向的角位置和角速度,從而形成逼真的模擬飛行器姿態(tài)變化；

3）目標環(huán)境生成系統：由射頻信號源分系統，陣列及饋電分系統組成。主要功能是在微波暗室內，模擬飛行器攻擊目標過(guò)程中飛行器末制導雷達所遭遇到的電磁信號環(huán)境，生成有源和無(wú)源干擾信號、雷達目標回波模擬信號、目標視線(xiàn)角位置及運動(dòng)軌跡；

4）彈道解算計算機：實(shí)時(shí)解算制導系統運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制系統模型，生成彈目相對距離、彈體姿態(tài)以及飛行器位置等其它仿真設備的控制指令，協(xié)調有序的完成全系統半實(shí)物仿真。它既能用數學(xué)模型對制導系統系統進(jìn)行數字仿真，又能和接入仿真回路的實(shí)物一起構成半實(shí)物仿真系統；

5）視景仿真計算機：在接近實(shí)戰的環(huán)境下，以飛行器姿態(tài)、位置及彈目相對位置等信息為參數，將飛行器攻擊目標的過(guò)程以三維動(dòng)畫(huà)方式直觀(guān)顯示，形象、直觀(guān)的形式實(shí)時(shí)顯示飛行器半實(shí)物仿真的全仿真過(guò)程。

6）數據采集傳輸系統：主要完成遠端被試導引頭的數據采集和測試操作，同時(shí)將采集到的制導信息，通過(guò)反射內存傳送給彈道解算計算機；并回傳控制指令實(shí)時(shí)控制導引頭工作狀態(tài)。

7）數據庫服務(wù)器：對系統所需要的情報資源和仿真資源信息等進(jìn)行管理，并在仿真試驗過(guò)程中對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和存儲。