第1章 半实物仿真基本概念 1
1.1 系统仿真 1
1.1.1 系统仿真的定义 2
1.1.2 系统仿真的一般过程 3
1.1.3 系统仿真的作用和意义 3
1.2 模型与仿真 4
1.3 系统仿真分类 7
1.4 仿真系统与仿真实体 9
1.4.1 仿真系统 9
1.4.2 仿真实体 11
1.5 半实物仿真与半实物仿真技术 14
第2章 半实物仿真系统 18
2.1 半实物仿真系统的组成与功能 18
2.2 半实物仿真系统中的模型 20
2.2.1 对象模型与环境模型 20
2.2.2 物理模型与数学模型 21
2.3 半实物仿真系统中相似原理与相似方法 22
2.3.1 相似性原理 23
2.3.2 相似方法 23
2.3.3 相似关系的实现 24
第3章 仿真计算技术 26
3.1 模拟混合仿真计算机技术 26
3.1.1 模拟计算机简介 26
3.1.2 混合计算机简介 27
3.2 全数字仿真计算机技术 28
3.2.1 ADI实时仿真工作站 29
3.2.2 MAXION 31
3.2.3 dSPACE 32
3.2.4 “银河”仿真工作站 33
3.2.5 “海鹰”仿真工作站 34
3.2.6 RT-LAB 35
3.2.7 美国并行仿真工作站 37
3.3 仿真语言与仿真软件 40
3.3.1 仿真语言 40
3.3.2 仿真软件 42
3.4 一体化建模仿真系统 55
3.4.1 ADI集成开发环境 55
3.4.2 “银河”一体化仿真环境 58
3.4.3 “海鹰”仿真集成开发环境 59
3.4.4 美国并行仿真建模环境 64
3.5 实时仿真算法 66
3.5.1 仿真算法基本概念及内容 66
3.5.2 实时数字仿真 68
3.5.3 实时仿真算法 70
第4章 视景仿真技术 72
4.1 三维图形建模技术 73
4.1.1 虚拟环境的建模 73
4.1.2 三维视觉建模理论与方法 73
4.2 三维视景的图形生成与显示 76
4.2.1 图形生成算法 76
4.2.2 三维视景生成的实现办法 82
4.2.3 三维立体显示技术 87
4.3 视景仿真系统及其应用 90
4.3.1 视景仿真系统 90
4.3.2 视景仿真技术应用 92
第5章 目标与环境的物理特性及其仿真技术 95
5.1 概述 95
5.2 目标与目标特性 95
5.2.1 目标与环境光学特性 96
5.2.2 激光目标特性的研究 103
5.2.3 雷达目标特性 108
5.3 可见光图像仿真技术 111
5.3.1 基于球形屏幕分区投影的图像目标半实物仿真方案 111
5.3.2 基于平面直角大屏幕的图像目标半实物仿真方案 111
5.3.3 基于非球面反射镜的图像目标半实物仿真方案 112
5.3.4 多目标源的图像目标半实物仿真方案 114
5.3.5 其他可见光图像目标半实物仿真系统 115
5.4 红外成像目标半实物仿真技术 115
5.4.1 红外影像生成技术简介 116
5.4.2 非实时的红外成像目标背景模拟器半实物仿真方案 120
5.4.3 基于CIG系统的实时红外成像目标背景模拟器半实物仿真方案 120
5.4.4 基于变焦系统的红外成像目标背景模拟器半实物仿真方案 121
5.4.5 红外成像目标模拟器应用实例及关键技术 122
5.4.6 红外影像模拟器性能评估的研究 125
5.5 激光目标特性仿真技术 127
5.5.1 激光目标特性仿真 127
5.5.2 基于半导体发光二极管的仿真方案 128
5.5.3 利用LD馈电系统和衰减片的仿真方案 129
5.5.4 基于渐变衰减片和变焦光学系统的激光目标模拟器的仿真方案 130
5.5.5 基于模拟靶板的半实物仿真方案 131
5.6 射频特性仿真技术 133
5.6.1 射频信号特性分析及建模 133
5.6.2 射频目标／环境物理模拟技术 135
5.6.3 射频目标仿真计算机控制系统 141
5.6.4 射频目标仿真技术 143
5.7 声音特性仿真技术 144
5.7.1 三维声场的特性与建模 144
5.7.2 目标声音定位与仿真 146
5.7.3 目标背景信号模拟 148
5.7.4 声音目标仿真技术 150
5.8 多模复合制导及其仿真技术 152
5.8.1 多模复合制导的意义 152
5.8.2 常用的复合制导体制 153
5.8.3 多模复合制导技术的半实物仿真 154
第6章 运动特性仿真技术 162
6.1 运动特性仿真技术 162
6.2 运动控制系统技术 162
6.2.1 运动控制系统的分类及基本组成 162
6.2.2 角速度控制——调速系统 163
6.2.3 位置控制——位置随动系统 165
6.2.4 数字控制系统 165
6.2.5 液压控制系统 166
6.3 角运动仿真技术——转台 167
6.3.1 转台的组成及工作原理 167
6.3.2 转台的分类 168
6.3.3 飞行模拟转台控制技术 171
6.3.4 转台的技术指标及发展趋势 172
6.4 线运动仿真技术——平台 174
6.4.1 平台的组成及工作原理 174
6.4.2 平台结构原理 174
6.4.3 平台的运动空间位置关系 175
6.5 过载特性仿真技术——线加速度模拟器 176
6.5.1 线加速度模拟器的组成 176
6.5.2 离心机的控制原理 177
6.5.3 离心机的主要技术指标 177
6.6 国内外研究发展状况 178
第7章 力与力矩特性仿真技术 182
7.1 概述 182
7.2 力伺服控制系统技术 183
7.3 舵机负载特性仿真技术 184
7.3.1 舵机力矩平衡方程 184
7.3.2 负载模拟器 184
7.3.3 舵机负载模拟器的技术指标及关键技术 187
7.4 触觉／力反馈技术 190
7.4.1 触觉／力反馈概念 190
7.4.2 触觉／力反馈接口技术分类 190
7.4.3 触觉／力反馈技术及工具 191
7.5 压力仿真技术 192
7.5.1 气压仿真 192
7.5.2 水压仿真 194
第8章 卫星导航信号仿真技术 195
8.1 GPS卫星导航动态定位信号数学模型 195
8.1.1 动态绝对定位及其观测方程 195
8.1.2 动态相对定位及观测方程 197
8.1.3 误差分析 199
8.1.4 GPS信号 205
8.2 卫星定位信号模拟器技术 206
8.2.1 概述 206
8.2.2 系统组成与工作原理 207
8.2.3 主要技术指标 210
8.2.4 关键技术分析 211
8.2.5 卫星导航信号模拟器的应用 213
第9章 半实物仿真系统总体设计 216
9.1 半实物仿真系统设计原则 216
9.1.1 总体方案设计思想 216
9.1.2 总体方案设计准则 219
9.2 仿真对象与相似性关系 221
9.2.1 仿真对象与仿真需求 221
9.2.2 相似性关系 222
9.3 系统工作模式与结构方案 225
9.3.1 工作模式确定 225
9.3.2 系统结构方案 225
9.4 系统性能指标确定 228
9.4.1 指标确定原则 228
9.4.2 指标确定依据 228
9.4.3 主要设备性能指标及确定方法 229
9.5 相似性关系与仿真设备方案 234
9.6 半实物仿真系统VV＆A 236
9.6.1 VV＆A过程 236
9.6.2 VV＆A步骤 238
9.7 仿真系统精度与误差分析 239
9.7.1 半实物仿真中的误差 239
9.7.2 仿真系统精度分析 242
9.8 仿真系统应用软件 247
第10章 半实物仿真系统网络与接口技术 249
10.1 半实物仿真系统网络组成 249
10.2 实时仿真控制网络 250
10.2.1 反射内存实时局域网 250
10.2.2 反射内存网络拓扑结构 251
10.3 仿真系统时钟同步技术 254
10.3.1 仿真时间歧义问题原因分析 254
10.3.2 仿真时间歧义问题解决方法 255
10.3.3 半实物仿真系统时钟同步设计 256
10.4 仿真系统实时控制技术 258
10.4.1 基于Windows的应用概述 258
10.4.2 基于Windows的定时技术 260
10.4.3 RTX实时扩展子系统 262
10.4.4 基于Windows+RTX的仿真应用架构 263
10.5 半实物仿真系统接口转换技术 264
10.5.1 系统接口类型 264
10.5.2 接口设计要求 265
10.5.3 信号传递抗干扰措施 266
第11章 飞行器半实物仿真系统集成 270
11.1 概述 270
11.2 飞行器制导控制系统概述 271
11.2.1 制导控制系统功能与组成 271
11.2.2 制导控制半实物仿真系统组成 272
11.2.3 制导系统基本原理及其相似方法 273
11.2.4 姿态控制系统基本原理及其相似方法 277
11.2.5 制导控制系统半实物仿真中的相似方法 278
11.3 飞行器制导控制系统数学模型 279
11.3.1 制导控制系统常用坐标系定义 279
11.3.2 制导控制系统常用坐标系间转换 286
11.3.3 制导控制系统数学模型 291
11.4 飞行器半实物仿真中几何相似关系的实现 299
11.4.1 姿态运动仿真中的几何相似关系 299
11.4.2 质心运动仿真中的几何相似关系 302
11.4.3 寻的制导弹目相对运动仿真中的几何相似关系 303
11.4.4 驾束制导中的弹目相对运动仿真中的几何相似关系 312
11.5 飞行器半实物仿真系统集成 313
11.5.1 半实物仿真系统集成概述 313
11.5.2 飞行器半实物仿真系统集成 315
11.5.3 半实物仿真系统集成小结 324
第12章 半实物仿真试验技术 325
12.1 概述 325
12.2 试验目的和要求 326
12.2.1 试验目的 326
12.2.2 试验要求 326
12.3 试验设计与试验方案 330
12.3.1 试验系统方案 330
12.3.2 仿真试验设计 332
12.3.3 试验大纲制定 333
12.3.4 试验方案制定 334
12.4 试验流程 334
12.4.1 部件动态测试 335
12.4.2 分系统半实物仿真 336
12.4.3 全系统半实物仿真 340
12.5 试验过程控制 340
12.5.1 初始条件设置 341
12.5.2 转台的零位设置 343
12.5.3 干扰设置 344
12.5.4 系统复位 348
12.6 故障处理 348
12.6.1 故障现象与故障原因分析 348
12.6.2 故障避免及故障处理方法 349
12.7 仿真结果的评定与分析 352
12.7.1 仿真结果的评定 352
12.7.2 仿真结果的分析 355
参考文献 357