军用虚拟现实系统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究所) 摘要:阐述了系统建模与仿真技术和在军事领域中的应用,介绍了国外建模与仿真技术及应用的发展动态,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 系统建模与仿真技术概念及模型 系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础,以计算机系统、与应用有关的物理效应设备及仿真器为工具,利用模型对系统(已有的或设想的)进行研究、分析、评估、决策或参与系统运行的一门多学科的综合性技术。典型的系统建模与仿真过程包括系统模型建立、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。随着现代信息技术的高速发展以及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)优化系统设计; 2)对系统或系统的某一部分进行性能评价; 3)节省经费; 4)重现系统故障,以便判断故障产生的原因; 5)避免试验的危险性; 6)进行系统抗干扰性能的分析研究; 7)训练系统操作人员; 8)为管理决策和技术决策提供依据。 建模与仿真技术可以有多种分类方法。按系统模型的特性,可分为连续系统仿真、离散系统仿真、连续腐散(事件)混合系统仿真;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。图 1 建榜与仿真基本流程图 总结 2O 世纪及近几年系统仿真技术发展的特点,不难给出下述结论:分布交互仿真、虚拟现实仿真、离散事件系统仿真、武器系统半实物仿真、作战仿真、面向对象仿真和建模与仿真的 VV&A 等现代建模与仿真技术及其应用取得了引人瞩目的进展。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,为研究和解决复杂系统问题提供了有效的工具。它是一种可控制的、无破坏性、耗费小并允许多次重复的试验手段。建模与仿真在武器系统全生命周期各阶段应用如 图 2 所示。图 2 建模与仿真在武器系统全生命周期各阶段应用示意图 现代建模与仿真技术体系已经形成,并日趋完善...