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半实物仿真系统及半实物仿真方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及仿真技术领域，具体而言是涉及一种半实物仿真系统及其所采用的半实物仿真方案。

【背景技术】

[0002] 部分实物仿真是指将实际物体纳入仿真环境中进行模拟的技术，在此方法中无需面对全数字仿真实验中由于基于实际物体构建的数学模型可能存在错误而导致的误差问题，在这种情况下可显著提升仿真的可信度

在模拟半实物环境下的仿真实验中涉及大量对实体设备的操作步骤例如启动与停止归零等基本操作这些步骤都要求实验者具备专业的技术和熟练的操作能力

【发明内容】

基于此

[0005] 为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一部分，在本研究中开发了一种半实物仿真系统。该系统包含实物设备，并提供了为这些实物设备创建仿真工作环境所需的物理效应装置；此外还配备了数据传输介质；最后通过这些数据传输介质分别与所述的实物设备及物理效应装置建立连接的仿真激励装置。

该仿真激励装置用于加载所需进行当前仿真的仿真模型。首先获取所述仿真模型预先装订好的设备控制参数、所需的初始化参数以及所需的实验初始条件。根据所述设备控制参数设置相关联的硬件运行状态并启动模拟程序。当所述设备控制操作完成时，请根据设定好的仿真实验初始条件，在所使用的实物装置上进行必要的配置工作。随后启动并运行模拟程序，在此过程中观察各环节的关键指标数据变化情况，并及时记录相关数据信息以供后续分析研究使用。最后在实验现象观察完毕后将系统关闭退出并打印相关实验报告

特别地，在这种情况下（即基于所述数据传输设备与所述仿真激励设备之间建立连接）的数据处理系统同样被包含在内

该系统的数据处理装置用于存储该系统通过仿真的方式获得的数据样本；并对该系统通过仿真的方式获得的数据样本进行数据分析和优化处理。

优选地应用而言

以上描述确保了实验方案设计时各环节之间的有机衔接避免出现操作混乱的情况

[0011] 所述仿真激励装置用于按照设定的仿真次数依次执行仿真实验，在每一次仿真实验中首先按照当前实验需求加载所需的仿真模型；接着获取用于当前仿真的一组实验参数；然后根据实验参数组中的设备控制参数对实际装置以及相应的物理效应进行操作调控；当上述操作完成时，则进一步根据实验参数组中的设备初始化条件对物理效应进行初始化设置；在初始化完成后运行所选的仿真模型，并结合实验设计条件下的初始状态对该装置及其相关物理效应进行半实物形式的仿真实验。

所述的数据处理装置具体负责将所述仿真激励装置每次运行所得的 仿真数据分别存储于各自的存储空间中；并对这些 仿真数据进行后续的数据分析与整理工作。

[0013] 优选地，所述仿真激励设备包括总控系统以及仿真机；

该系统主要功能在于，在完成当前仿真的所需建模后，在仿真实验机上导入相应的仿真实验模型，并依据该模型预先绑定的硬件配置信息提取相关数据；随后通过所设定的硬件配置参数对实际存在的硬件设备以及物理效应装置实施相应的控制措施；在所有硬件设施获得正常状态后，则基于所设定的物理效应装置初始化参数信息完成初始状态设置；最后启动仿真实验机运行相应仿真实验模型，并借助于所设定的初始条件与实际存在的硬件设施组合开展半实物模拟实验。

该仿真装置旨在加载并执行各种仿真模型；通过综合运用这些参数、硬件设备和物理效应模拟装置来进行半实物仿真实验。

[0016] 优选地，所述仿真机包括仿真上位机以及至少一个仿真目标机；

上级虚拟机将模拟器中的至少一个子系统导入至指定目标机；当所述物理效应设备初始化完成后，在所有设定好的仿真实验模块中启动。随后，在模拟器与实际硬件之间搭建动态连接，并基于预设的实验参数配置，在模拟器与实际硬件之间搭建动态连接，并结合所用的实物设备及物理效应装置进行半实物仿真实验。

该仿真系统用于执行其加载的仿真模型，并通过所给定的初始参数配合实际设备进行半实物模拟。

优选地, 所述仿真激励装置还用于响应参数调整指令, 更新预设参数集合以及批次数

第二种方法具体实施方式为一种半实物仿真技术，在构建相应的半实物仿真系统时采用。该系统由实体设备构成基础框架，在其周围配置物理特性模拟装置以呈现真实环境特性，并配备专用的数据传输介质实现信息交互。随后通过数据传输介质分别连接到实体设备和物理特性模拟装置。随后通过数据传输介质分别连接到实体设备和物理特性模拟装置。随后建立虚拟激励装置与各组分进行实时互动以完成整个系统的动态仿真过程。

[0021] 所述方法包括：

[0022] 所述仿真激励设备加载进行当前仿真需要的仿真模型；

[0023] 获取针对所述仿真模型预先配置的设备控制相关参数、设备初始化相关的参数以及仿真初始数值；

根据所述的设备控制参数设置, 对所涉及的物化设备和物理效应装置实施相应的控制操作

在所述设备控制操作完成后（即完成后），基于所述设备初始化参数（即根据指定的参数设置），对物理效应设备进行初始化。

在所述初始化完成后启动仿真模型，并利用其初始参数与实物设备及物理效应设备配合使用来进行半实物仿真。

更优地，在所述系统中还包括配备有通过所述数据传输设备与所述仿真激励设备实现连接的数据处理装置；

所述基于所述仿真参数，并结合所述实物设备以及所述物理效应设备通过仿真手段后进行实验研究；此外，在实现上述目标的基础上, 该方法还包含通过进一步优化实验条件等手段来提升实验精度。

所述仿真数据是利用所述数据处理设备存储并开展仿真的结果；随后对该等生成的数据实施了相应的数据分析工作

0030

[0031] 调用预先配置好的仿真次数程序，并编排出每次仿真所需的多组参数集合。其中应包含设备控制相关数据、设备初始化所需信息以及仿真启动的基本条件；

[0032] 所述仿真激励设备加载进行当前仿真需要的仿真模型包括：

[0033] 在进行每一次仿真过程中，加载进行当前仿真需要的仿真模型；

该系统通过所述仿真模型预先配置的设备控制相关参数、启动阶段所需设备初始化参数以及仿真起始条件相关的参数获取。

在当前仿真过程中所需的一组完整且必要的技术指标集合中包含了若干关键要素

优选地，在优化条件下计算出预先设置的仿真次数以及为每一次仿真预先包装多组参数组合之后的方法还包括以下步骤：

[0037] 根据参数调整请求，更新预先装订的参数组合以及批仿真次数。

[0038] 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本申请提供了 一种半实物仿真系统 及半实物仿真方法，该半实物仿真系统由实物设备；为所述实物设备提供仿真工作环境的 物理效应设备；数据传输设备；以及通过所述数据传输设备分别与所述实物设备、所述物 理效应设备建立连接的仿真激励设备组成，仿真激励设备可以自动加载进行当前仿真需要 的仿真模型；获取为所述仿真模型预先装订的设备控制参数、设备初始化参数以及仿真初 始参数；按照所述设备控制参数，对所述实物设备以及所述物理效应设备进行设备控制操 作；在所述设备控制操作完成之后，按照所述设备初始化参数，对所述物理效应设备进行初 始化；在所述初始化完成之后，运行所述仿真模型，利用所述仿真初始参数，结合所述实物 设备以及所述物理效应设备进行半实物仿真。实现了半实物仿真的自动控制，无需人工参 与，节省了人力资源，提高了仿真效率。

【附图说明】

[0039] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。

图1展示了本申请实施例中一种半实物仿真系统的结构示意图；

[0041] 图2所示为本申请实施例提供的一种半实物仿真系统又一个实例的结构示意图；

[0042] 图3为本申请实施例中的一种半实物仿真系统再一个实施例的结构示意图形；

图4用于展示本申请实施例中一种半实物仿真系统及其另一个实施例的结构示意图

[0044] 图5为本申请实施例提供的一种半实物仿真方法一个实施例的流程图；

[0045] 图6为本申请实施例提供的一种半实物仿真方法又一个实施例的流程图；

[0046] 图7为本申请实施例提供的一种半实物仿真方法又一个实施例的流程图。

【具体实施方式】

[0047] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例