半物理仿真?半物理仿真,又名物理数学仿真或半实物仿真,是一种将部分被仿真的系统以实物形式融入仿真过程,而其余部分则以数学模型形式描述的独特仿真方法。以下是关于半物理仿真的几个关键点:混合策略:半物理仿真采用混合策略,将难以数学化描述或关键的系统部分以实物或物理模型的形式呈现,那么,半物理仿真?一起来了解一下吧。
一.半物理仿真又称物理-数学仿真,或半实物仿真,半物理仿真是指针对仿真研究内容,将被仿真对象系统的一部分以实物(或物理模型)方式引入仿真回路;被仿真对象系统的其余部分以数学模型描述,并把它转化为仿真计算模型。借助物理效应模型,进行实时数学仿真与物理仿真的联合仿真
二.物理仿真也称实体仿真,一般仿真的过程是以物理性质和几何形状相似为基础,其他性质不变的仿真。
在系统的物理模型上进行试验的技术。物理模型是用几何相似或物理类比方法建立的,它可以描述系统的内部特性,也可以描述试验所必需的环境条件。如风洞试验,是将按比例缩小的飞机模型悬挂在具有亚音速或超音速气流的风洞内,测定飞机的各种气动系数。飞机模型和风洞就是物理模型。又如将水域的地形,水坝按比例缩小做成实物模型,进行水流试验;将飞机的姿态角传感器(陀螺仪)安装在能复现飞机的俯仰、横滚、偏航三个角运动的三自由度飞行仿真转台上,进行飞行控制系统的实验等。物理仿真与数学仿真(见仿真)的主要区别在于
三.与数学仿真的不同点
①物理仿真是通过建立物理模型来实现的。物理仿真系统是真实系统的几何相似物或物理类比物。几何相似是指同一个物理过程(如机械运动过程或电的动态过程等)的不同尺寸系统之间的相似关系。
半物理仿真,又名物理-数学仿真或半实物仿真,是一种独特的仿真方法。它在仿真研究中采用了混合策略,即部分被仿真的系统通过实物(或物理模型)的形式融入到仿真过程中,这部分通常是关键的或难以数学化描述的部分。
而系统的其余部分,则被以数学模型的形式进行描述,并转化为可进行仿真计算的模型。这种方法的创新之处在于,它将实时的数学仿真与物理仿真相结合,通过物理效应模型来增强仿真结果的准确性和真实性。
具体应用可见常同立等人在《航空学报》2007年7月的一篇文章中,他们详细探讨了空间对接地面半物理仿真台系统仿真研究,其工作着重于如何有效地融合物理模型和数学模型,以实现更高效和精确的仿真效果,具体页面为976页。这种方法在工程设计、航空航天等领域具有重要的实践价值。
1. 明确结论:半实物仿真是一种仿真方法,其与纯软件仿真的区别在于使用了实物物理模型或其部分组件,而不是完全依靠计算机模拟。相比之下,仿真则泛指通过计算机模拟现实场景的方法。
2. 解释原因:半实物仿真相比于纯软件仿真,能够更真实地模拟现实场景,并提供更具体的反馈和测量数据。这也使半实物仿真成为一种更为贴近实际的仿真手段,适用于一些需要更为精细模拟的场景。
3. 内容延伸:在半实物仿真中,常用的物理模型包括机械、电子以及化学等系统。在建立半实物仿真模型的过程中,需要对实际物理模型进行测量、分析,确定其主要的物理特性、形态以及工作原理。同时,需要将这些数据编程成计算机语言,以便于进行仿真分析。
4. 具体步骤:建立半实物仿真模型的步骤通常包括以下几个方面:首先,进行实物模型的测量与分析,确定其主要的特性参数;其次,根据实际物理模型的工作原理与运动特性,设计一个相关的控制系统,与其进行集成;接着,编写仿真程序,将物理模型的数学表示导入初始参数,利用计算机程序进行模拟运行的分析;最后,根据仿真结果,提取所需的数据,来评估实际物理模型的性能、总体指标等。
综上所述,半实物仿真与仿真的区别在于是否使用实际物理模型进行仿真。
半物理仿真的逼真度较高,所以常用来验证控制系统方案的正确性和可行性,进行故障模式的仿真以及对各研制阶段的控制系统进行闭路动态验收试验。此外,用航天仿真器来训练航天员和用飞行仿真器来训练飞行员也属于半物理仿真性质,后者更着重于视景模拟和人机关系。以仿真计算机实现系统模型和以航天器计算机或控制系统电子线路为实物的闭路试验,也可认为是半物理仿真,这种仿真重点在于检验控制计算机软件的正确性或研究控制方式中某些功能和参数。
缩短研制周期、降低试验成本、减少试验危险。半物理仿真是利用仿真模型替代一部分物理实物,并与其它实物构成实时回路的一种系统实时仿真方法,建立半物理仿真平台可以缩短研制周期、降低试验成本、减少试验危险。
以上就是半物理仿真的全部内容,半物理仿真,又名物理-数学仿真或半实物仿真,是一种独特的仿真方法。它在仿真研究中采用了混合策略,即部分被仿真的系统通过实物(或物理模型)的形式融入到仿真过程中,这部分通常是关键的或难以数学化描述的部分。而系统的其余部分,则被以数学模型的形式进行描述,并转化为可进行仿真计算的模型。内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。