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弹药及控制系统虚拟仿真集成测试技术应用
2010年3月16日    评论:    分享:

    来源:北京航天测控技术开发公司

    来源: 北京航天测控技术开发公司

  制导弹药及控制系统是一个复杂的系统,设计与试验测试面临许多技术难题,对新的关键技术和试验项目,通过实际地面或飞行试验受到一定制约。采用虚拟仿真集成测试技术,实现制导弹药的论证、设计、制造、试验、测试和验证的综合,即在虚拟集成环境中进行的试验测试和数据处理分析,允许设计者将制导弹药虚拟样机或半实物模型安装在其上进行试验,借助交互技术和试验分析技术,使设计者在全寿命周期内对弹药的运行性能进行仿真测试和评价体验,使所取得的试验测试效果接近或等价于在真实环境中所取得的效果。虚拟仿真集成测试不仅可以作为真实地面试验和飞行试验的重要补充,还可在一定程度上替代部分传统的真实试验,贯穿于武器需求分析、设计、研制、生产、部署、保障、改进、更新等全生命周期,支持制导弹药系统全寿命过程和模拟试验,具有高效、优化、低成本、低风险的特点,大幅度减少样机制造试验次数,缩短新产品试验周期,降低实际试验的费用,实现试验不受场地、时间和次数的限制,可对试验过程进行回放、再现和重复。

 

  一、虚拟仿真集成测试功能

 

  制导弹药虚拟仿真集成测试应满足用户在论证、设计、生产、试验、诊断、维护等各个阶段对产品全面测试、客观评估的需要,提供建模仿真、测试流程编辑、全数字仿真测试、半实物闭环仿真测试、实物开环测试、智能诊断等与测试相关的各种实用功能。制导弹花虚拟仿真集成测试环境应有在统一交互的用户界面环境下,实现设计、制造、试验的反馈和沟通,可将制导弹药设计CAD技术、制造CAE技术,设计数据库技术与试验数据库、试验验证和测试技术结合,优化模型,快速修改模型,并将它和数据处理、分析和试验验证技术相结合,形成一套虚拟仿真测试应用软件的集合,实现仿真模型的载入、控制算法高度、参数优化、动态测试诊断高度、测试运行管理等。采用北京航天测控技术开发公司开发的虚拟仪器测试开发环境VITEVirtual Instrument Test Environment)实现上述功能。

 

  该软件为测试过程提供通用、完备的系统解决方案,能够完成对被测对象测试需求的分析处理、测试系统的资源描述、测试流程的开发、系统极多元故障分析等与测试、诊断相关的基本工作。使用虚拟仪器测试开发环境,测试人员无需编程,只需根据被测对象的测试需求,在完全图形化开发接口上填写测试流程要素,系统将根据要素自动生成测试任务的执行脚本。该软件获得了国防科技进步二等奖及五项国防专利,已广泛应用于军民两用装备及各种类型的机、光、电产品中,满足系统级、子系统级、模块级等各种层次的集成、设计、生产制造、使用维护等各种阶段的测试需要。

 

  二、虚拟仿真集成测试关键技术

 

  虚拟仿真集成测试技术主要包含环境、模型和参数三个要素,环境主要研究制导弹药在虚拟仿真测试中所处的自然、力学、振动、电磁等的影响,提供外部环境的输入;模型主要研究制导弹药内在物理特性和运行机制,包括数字、等效器、半实物、实特等模型;参数主要研究试验参数的采集、分析、评估和可视化等。虚拟仿真集成测试技术的关键技术包括:

 

  1、虚拟仿真集成测试环境的平台技术,用以构建统一分布式虚拟仿真测试集成环境,在强大的计算平台上将制导弹药各主流仿真、计算机辅助设计、智能诊断、虚拟仪器软件以及虚拟现实的核心运行组件进行集成,构成覆盖制导弹药全寿命周期测试需要的平台。

 

  2、虚拟试验样机技术(VTP),VTP是多领域数字化模型簇,包含制导弹药所有的关键特征,虚拟试验样机技术是系统建模方法、系统集成分析和验证方法的结合,为制导弹药研发过程的虚拟仿真测试提供数字化的模型生成、表现、评估规范和数据来源,为试验实物样机之间的模型映射和数据交换提供技术基础。

 

  3、基于虚拟实惠的试验测试可视化技术,基于先进的硬件技术和软件工具,设计出合理的硬件、软件及交互手段,使用户能够交互的观察和操纵所生成的虚拟世界,逼真的模拟制导弹药试验测试过程。

 

  4、虚拟试验测试与评估技术,在虚拟集成环境中,通过虚拟仿真测试对试验数据进行测量、处理、分析以及评价,确定制导弹药试验结果的合理性,获得系统的性能评价以及优化方案。为制导弹药试验验证提供技术支撑。

 

  三、虚拟仿真集成测试在制导弹药中的具体应用

 

  虚拟仿真集成测试环境用于制导弹药的设计与试验,用户可利用开发的虚拟试验测试系统将设计方案转化为虚拟试验样机,并将虚拟样机置于虚拟环境中进行各种性能试验测试,结合半实物闭环仿真测试和实物开环测试,综合评估和优化设计过程,整个仿真试验过程与结果分析通过虚拟现实进行人机交互,用户可改变试验测试条件和内容,修正设计参数等。典型制导弹药虚拟仿真集成测试具体应用过程和主要内容有:工具平台的构建,虚拟试验场的建立,虚拟试验人机交互系统及其虚拟测试系统的设计,设计参数、输入信号与虚拟原型、虚拟试验场的接口设计,制导弹药与目标虚拟原型的开发,制导控制系统虚拟仿真建模与模型简化,虚拟原型在虚拟试验场中的调用,试验流程的分级递阶控制,飞行过程的虚拟测试演示验证,半/实物试验测试和全数字化验证,试验结果的获取、处理、分析与评价,虚拟试验与真实试验的一致性检验与评估等。

 

标签:军事弹药控制系统集成测试
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