航海用表

[拼音]：kongzhi xitong fangzhen jishu

[英文]：control system simulation technology

利用地面模擬裝置來研究飛行器控制系統動態效能的技術。模擬裝置由計算機和各種物理模擬裝置組成，它能模擬飛行器、控制系統和各種飛行環境。這些裝置不僅用來研究控制系統而且能用來訓練飛行員和航天員。為了進行控制系統的模擬研究，需要建立模擬系統，這就首先要確定系統模型並用模擬計算機和各種模擬裝置（如運動模擬器，目標模擬器和環境模擬器等）來具體實現這個模型。這樣建成的模擬系統可以重複使用。模擬裝置具有通用性，既便於使用又便於維修，比飛行試驗的成本低得多，因而模擬是研究和設計控制系統的一種有效方法。按照建立模型的性質，可把控制系統的模擬分為數學模擬、半物理模擬和全物理模擬三類。全物理模擬最為逼真，但在控制系統的研製過程中，三種模擬的作用是互相補充的。

數學模擬

也稱計算機模擬，就是在計算機上實現描寫系統物理過程的數學模型，並在這個模型上對系統進行定量的研究和實驗。這種模擬方法常用於系統的方案設計階段和某些不適合做實物模擬的場合（包括某些故障模式）。它的特點是重複性好、精度高、靈活性大、使用方便、成本較低、可以是實時的、也可以是非實時的。數學模擬的逼真度和精度取決於模擬計算機的精度和數學模型的正確性與精確性。數學模擬可採用模擬計算機、數字計算機和數字-模擬混合計算機。

半物理模擬

採用部分物理模型和部分數學模型的模擬。其中物理模型採用控制系統中的實物，系統本身的動態過程則採用數學模型。半物理模擬系統通常由滿足實時性要求的模擬計算機、運動模擬器（一般採用三軸機械轉檯）、目標模擬器、控制檯和部分實物組成。控制系統電子裝置和敏感器安放在轉檯上。

半物理模擬的逼真度較高，所以常用來驗證控制系統方案的正確性和可行性，進行故障模式的模擬以及對各研製階段的控制系統進行閉路動態驗收試驗。此外，用航天模擬器來訓練航天員和用飛行模擬器來訓練飛行員也屬於半物理模擬性質，後者更著重於視景模擬和人機關係。以模擬計算機實現系統模型和以航天器計算機或控制系統電子線路為實物的閉路試驗，也可認為是半物理模擬，這種模擬重點在於檢驗控制計算機軟體的正確性或研究控制方式中某些功能和引數。

半物理模擬的逼真度取決於接入的實物部件的多寡、模擬計算機的速度、精度和功能，轉檯和各目標模擬器的效能。通常對三軸機械轉檯的要求是精度高、轉動範圍大、動態響應快和框架佈置不妨礙光學敏感器的視場。半物理模擬技術是現代控制系統模擬技術的發展重點。

全物理模擬

全部採用物理模型的模擬，又稱實物模擬。例如航天器的動態過程用氣浮臺(單軸或三軸)的運動來代替，控制系統採用實物。因為實物是安放在氣浮臺上的，這種方法很適合於研究具有角動量存貯裝置的航天器姿態控制系統的三軸耦合，以及研究控制系統與其他分系統在力學上的動態關係。在對航天器姿態控制系統進行全物理模擬時，安裝在氣浮臺上的實物應包括姿態敏感器（見航天器姿態敏感器）、控制器執行機構（見航天器姿態控制執行機構）和遙測遙控裝置和有關的分系統。目標模擬器、環境模擬器和操作控制檯均設定在地面上。航天器在空間的運動是由氣浮臺來模擬的，所以全物理模擬的逼真度和精度主要取決於氣浮臺的效能。對氣浮臺的要求是空氣軸承的摩擦力矩和渦流力矩小，垂直負載能力和橫向剛度大，氣浮臺動、靜平衡好。全物理模擬技術複雜，一般只在必要時才採用。