军用虚拟现实系统建模与仿真技术发展与展望.docx

编号：
时间：2021年x月x日
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES26页
第PAGE\*MERGEFORMAT26页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT26页

军用虚拟理想零碎建模与仿真技术发展与展望
作者：程健庆(中国船舶重工集团公司江苏自动化研讨所)

摘要：阐述了零碎建模与仿真技术和在军事领域中的运用，介绍了国外建模与仿真技术及运用的发展动态，分析了我国军用仿真技术的发展现状及与国外的主要差距，提出了船舶行业仿真技术的未来发展方向与思路对策。
1概述
1．1零碎建模与仿真技术概念及模型
零碎建模与仿真技术是以类似原理、模型理论零碎技术、信息技术和建模与仿真运用领域的有关专业技术为基础，以计算机零碎、与运用有关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型对零碎(已有的或设想的)进行研讨、分析、评估、决策或参与零碎运转的一门多学科的综合性技术。典型的零碎建模与仿真过程包括零碎模型建立、仿真模型建立、仿真程序设计、仿真试验和数据分析处理等，涉及多学科多领域的知识与经验。随着古代信息技术的高速发展和军用和民用领域对仿真技术的迫切需求，仿真技术也得到了飞速的发展。建模与仿真技术的作用主要有以下几个方面：
1)优化零碎设计；
2)对零碎或零碎的某一部分进行功能评价；
3)节省经费；
4)重现零碎故障，以便判断故障产生的缘由；
5)避免试验的危险性；
6)进行零碎抗干扰功能的分析研讨；
7)训练零碎操作人员；
8)为管理决策和技术决策提供根据。
建模与仿真技术可以有多种分类方法。按零碎模型的特性，可分为连续零碎仿真、离散零碎仿真、连续腐散(事件)混合零碎仿真；按仿真的实现方法和手段，可分为物理仿真、计算机仿真、硬件在回路中的仿真(半实物仿真)和人在回路中的仿真；根据人和设备的真实程度，可分为实况仿真、虚拟仿真和构造仿真。建模与仿真的基本流程如图l所示。
HYPERLINK"http://www.d3dweb.com/documents/documentspic/20109221442566726.jpg"\o"点击图片看全图"\t"_blank"
图1建榜与仿真基本流程图
总结2O世纪及近几年零碎仿真技术发展的特点，不难给出下述结论：分布交互仿真、虚拟理想仿真、离散事件零碎仿真、兵器零碎半实物仿真、作战仿真、面向对象仿真和建模与仿真的VV&A等古代建模与仿真技术及其运用取得了引人注视的进展。建模与仿真技术已成为高科技产品从决策、论证、设计、试验、训练到更新等全生命周期各个阶段不可缺少的技术手段，为研讨和解决复杂零碎问题提供了有效的工具。它是一种可控制的、无破坏性、耗费小并允许多次反复的试验手段。建模与仿真在兵器零碎全生命周期各阶段运用如图2所示。
HYPERLINK"http://www.d3dweb.com/documents/documentspic/20109221443918238.jpg"\o"点击图片看全图"\t"_blank"
图2建模与仿真在兵器零碎全生命周期各阶段运用示意图
古代建模与仿真技术体系曾经构成，并日趋完善。在军用仿真技术运用领域，正向服务于零碎的全寿命、全零碎和管理的全方位方向迅速发展，并正向作战仿真方向发展，是促进兵器设备成零碎、成建制地构成战役力和保障能力的强有力手段；在观念上，仿真技术与高功能计算一同，正成为继理论研讨和实验研讨以后第三种认识、改造客观世界的方法，是解决复杂零碎的重要技术途径之一。
1．2零碎建模与仿真技术在军事领域的运用
在军用领域，仿真技术曾经成为兵器设备研制与试验中的先导技术、校验技术和分析技术。采用仿真技术使兵器零碎靶场实验次数减少了30％一60％，研制费用节省了10％～40％，研制周期缩短了30％～40％。建模与仿真技术在军事领域的运用范围如图3所示。
HYPERLINK"http://www.d3dweb.com/documents/documentspic/20109221445292609.jpg"\o"点击图片看全图"\t"_blank"
图3建模与仿真技术在军事领域的运用范围示意图
当前，古代建模与仿真，在技术上正向以‘‘数字化、虚拟化、网络化、智能化、集成化、协同化”为特征的方向发展；在军事领域，军用建模与仿真技术是服务于兵器设备发展论证和决策、型号研制、鉴定定型、训练使用、维护保障、作战运用和兵器设备采办等领域。
在军用领域的发展有两个主要特点，即兵器零碎仿真运用正分别朝着纵向(全生命周期、全零碎和管理的全方位方向)和横向(多兵器平台、体系)扩展。建模与仿真技术中的体系仿真技术、兵器设备研制仿真技术、基于仿真的虚拟采办及虚拟样机技术、虚拟战场技术、智能化建模仿真技术和仿真网络等的综合运用，已成功