飛彈系統仿真試驗(missile system simulation test)簡稱仿真。用於飛彈系統研製、發展、運用的仿真試驗。它以相似原理、控制理論和計算機-信息技術為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用系統模型對實際的或構想的飛彈系統或彈上分系統(例如其控制系統和制導系統)進行動態實驗研究。
基本介紹
- 中文名：飛彈系統仿真試驗
- 外文名：missile system simulation test
- 學科：航空工程
- 領域：工程技術
簡介,發展概況,建立數學模型,型號仿真的校核、驗證與認證,飛彈系統仿真的可信性,
簡介
飛彈系統仿真試驗(missile system simulation test)簡稱仿真。用於飛彈系統研製、發展、運用的仿真試驗。它以相似原理、控制理論和計算機-信息技術為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用系統模型對實際的或構想的飛彈系統或彈上分系統(例如其控制系統和制導系統)進行動態實驗研究。
它是一門綜合性技術。按其實現方法可分為數學仿真、半實物(或半物理)仿真和全實物(或全物理)仿真，如圖。由於具有安全、可重複、靈活、經濟、高效率、保密、可研究作戰套用、仿真極限性能等多種優點，它在飛彈發展論證、研製、定型與運用的全壽命周期中具有重要作用。
發展概況
20世紀80年代以來，隨著世界範圍內冷戰的結束，各國政府紛紛把投資重點轉向經濟建設，大量削減經費，與此同時隨著技術基礎的發展和提升，武器的複雜程度越來越高。軍事演習和試驗不僅受到政治因素的限制，同時受到經濟條件的約束。發展系統仿真技術就是一個很好的解決措施。在飛彈武器系統研製中所採用的技術越來越先進，需要越來越多的試驗來驗證飛彈的性能，儘管飛行試驗可以獲得最真實的飛彈性能數據，但由於經費的限制、環境條件的限制，不可能通過發射大量昂貴的飛彈來獲得所需的全部數據，也不可能獲取全部試驗條件下的實際數據，為此人們使用了更經濟的其他試驗技術，如仿真技術等。據介紹，20 世紀90年代在國外戰術飛彈的研製中80% 的數據來源於仿真試驗，長弓“海爾法”空地飛彈甚至用半實物仿真試驗代替飛行試驗進行產品驗收。
但是與國外相比，我國的仿真水平，還存在很大的差距。主要體現在以下方面：
（1）缺乏先進的設備；
（2）模型還不夠豐富，缺乏仿真技術標準和標準化的仿真軟體，仿真模型不能重複使用，造成低水平的重複勞動；
（ 3 ） 模型和仿真的校核、驗證與鑑定（V V & A ）技術相對落後。
建立數學模型
套用仿真技術的核心是系統的模型化問題，模型是仿真的基礎和前提，只有將現實的事物抽象為數學模型，才可以進行數學仿真、半實物仿真。建立數學模型是仿真工作中一項重要基礎和複雜繁鎖的工作。在反坦克飛彈的仿真系統開發中，根據此類產品的特點，將仿真系統開發成為一個開放系統，將空地飛彈中使用的數學模型進行模組化分解，並分模組地開發成為通用的數學模型。如：彈體運動模型、目標與環境特性模型。同時對開發軟體的計算機語言也做了一定範圍的限制。這樣有利於仿真模型及其軟體的通用化，提高仿真的復用率。
型號仿真的校核、驗證與認證
可信度是仿真的生命，建立正確、可靠、有效的仿真模型是保證仿真結果具有較高可信度的關鍵和前提。為此模型和仿真的校核、驗證與認證（VV&A）的理論與方法一直受到國內外的高度重視， 模型和仿真的校核、驗證與認證（VV&A）是提高仿真置信度的重要方法。
模型和仿真的校核工作的主要途徑是校核。實踐證明，在仿真系統的開發中編制文檔是重要的方面，我們借鑑硬體的開發經驗，對仿真文檔的編制、校核、標準化審查、批准也進行了有關規定，取得了很好的效果。
模型和仿真驗證所採用的方法是將仿真系統的輸出與真實系統的試驗結果相比較，然後運用統計檢測，判斷兩數據之間的一致性。就統計檢測而言，仿真系統的輸出可分為靜態數據和動態數據，飛彈的落點誤差、命中機率等是靜態的，而飛行中的特性參數，如速度、俯仰角、偏航角、舵偏角、系統增益等參數都是動態的。靜態參數與真實系統的一致性的驗證是不困難的，數理統計中的相容性檢驗方法均可以採用。如：Smirnov檢驗、秩和檢驗。動態數據以時間序列的形式來表示，為了比較時間序列的一致性，已有較多的方法。分析的方法可以在時域進行，也可以在頻域進行，如：Theil不等式係數法和時序模型比較法。在具體研製工作中，可以根據需要選用。
飛彈系統仿真的可信性
對仿真的不同過程,需用不同的指標來衡量其可信性,評估這種指標的手段也不盡相同,一般地說,包括以下四個方面:
( 1)概念性描述與抽象過程: 包括概念建模、仿真設計、數學建模和物理效應建模。其可信性意義在於所得概念性模型(包括概念模型、仿真大綱、數學模型和物理效應模型)是否“有資格”代表研究對象。一般地說,對這些過程難以使用某種客觀的指標來衡量其可信性,通常只能進行主觀定性評價,稱作“資格認可( Qualification)”;
( 2)仿真實現過程,包括計算機實現,物理實現和系統集成。其可信性意義在於所得實現性模型(包括數學仿真模型、物理仿真模型和仿真系統)是否正確地表達了相應的概念性模型。對這些過程的可信性除可以通過對仿真實現過程的分析來定性地加以評價外,還可能進行定量的精度分析,即先對仿真實現過程中的誤差源進行分析並建立誤差模型,然後分析這些誤差在相應的實現性模型中引起的誤差。這一類可信性評估工作統稱為“正確性校核(Verification)”;
( 3)仿真試驗過程包括程式測試、物理測試和仿真試驗。此時可用得到的結果(包括程式測試結果、物理測試結果和仿真結果)與理論結果或其它試驗結果之間的一致性作為衡量相應的實現性模型的可信性的指標。此時的可信性評估方法就是進行結果比較,根據各種結果的種類和性質不同可選用不同的比較方法,包括定性比較和定量比較,統稱為“有效性驗證(Validation)”;
( 4)所有仿真過程及相應的可信性評估步驟完成後,還需接受由各方面專家組成的權威機構對其進行驗收。這也是可信性評估的一個重要方面,稱為“可接受性確認( Accreditation /Certification)”。
