精確制導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)武器半實物仿真技術(shù)綜述

范世鵬 徐 平 吳 廣 李 伶 祁 琪

北京航天自動控制研究所，北京100854

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精確制導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)武器半實物仿真技術(shù)綜述

范世鵬 徐 平 吳 廣 李 伶 祁 琪

北京航天自動控制研究所，北京100854

隨著精確制導(dǎo)武器的迅猛發(fā)展，半實物仿真(Hardware-in-the-loop-Simulation, HILS)技術(shù)因其具有更高的置信度和降低成本的優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于精確制導(dǎo)武器研制中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文對制導(dǎo)武器HILS技術(shù)進行了全面總結(jié)，首先介紹了HILS系統(tǒng)的功能組成、系統(tǒng)誤差、作用與意義3個方面，然后緊密追蹤國外HILS平臺建設(shè)的前沿動態(tài)，并從現(xiàn)狀出發(fā)，闡述了該技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，對HILS技術(shù)的發(fā)展有借鑒意義。

制導(dǎo)武器；半實物仿真；誤差分析；發(fā)展趨勢

上世紀(jì)60年代，半實物仿真(Hardware-in- the-loop-Simulation, HILS)技術(shù)就被應(yīng)用于響尾蛇導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭評估工作中[1]。新世紀(jì)以來，隨著計算機科學(xué)與技術(shù)的蓬勃發(fā)展，HILS技術(shù)迅猛崛起，在仿真技術(shù)中已經(jīng)占有不可或缺的一席之地[1]。

精確制導(dǎo)武器造價昂貴，利用HILS技術(shù)對導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)等分系統(tǒng)進行無損性檢測，以此減少研制過程中的飛行試驗次數(shù)，是節(jié)省研制費用、加速研發(fā)進程的可行途徑。據(jù)統(tǒng)計，在愛國者、羅蘭特和尾刺的研制過程中，HILS技術(shù)的采用使實彈靶場試驗數(shù)減少30%以上[1]。與此同時，HILS技術(shù)還是設(shè)計師迅速作出決策，改進技術(shù)與方案的堅實依據(jù)與支撐，縮短了研制周期，其效益是顯而易見的。

HILS技術(shù)不僅是制導(dǎo)武器研究、發(fā)展、測試和評估的重要保障，也必將成為新技術(shù)革新與應(yīng)用、型號改進和促進武器走向?qū)崙?zhàn)化的強大后盾。因此，HILS技術(shù)是軍事強國必須攻克的一大關(guān)鍵技術(shù)。

在國內(nèi)，HILS技術(shù)在導(dǎo)彈制導(dǎo)應(yīng)用研究方面達到了較高水平。20世紀(jì)80年代我國建設(shè)了一批高水平、大規(guī)模的HILS系統(tǒng)。90年代，北京仿真中心成立，對分布交互仿真、虛擬現(xiàn)實等先進仿真技術(shù)及其應(yīng)用進行研究，先后建設(shè)多個戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈型號HILS實驗室，包括微波目標(biāo)環(huán)境仿真系統(tǒng)、慣性/光學(xué)復(fù)合制導(dǎo)仿真系統(tǒng)和多光路多波段可見光/紅外成像仿真系統(tǒng)，開展了較大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)仿真，為我國運載型號和武器裝備做出重大貢獻[2]。

本文對制導(dǎo)武器HILS技術(shù)進行概述與總結(jié)。重點分析了系統(tǒng)誤差及其影響，為設(shè)備指標(biāo)論證和仿真系統(tǒng)升級提供理論依據(jù)。介紹了該技術(shù)在先進國家的發(fā)展現(xiàn)狀，并闡明了該領(lǐng)域發(fā)展方向，為HILS技術(shù)的發(fā)展提供了參考。

1 HILS技術(shù)概述

HILS技術(shù)是一種利用設(shè)備模擬導(dǎo)彈飛行環(huán)境，并將部分彈上實物置于其中，且引入仿真回路的實時仿真方法。這種技術(shù)可以克服參試實物數(shù)學(xué)模型不精確的缺點，對其進行全方位、深層次的考核，在制導(dǎo)武器系統(tǒng)論證與評估中起到關(guān)鍵作用。

1.1 系統(tǒng)組成

不同制導(dǎo)體制武器的HILS系統(tǒng)所采用的相關(guān)設(shè)備有所不同[3-8]，但可將其歸納在5大基本要素之內(nèi)，分別為彈體運動環(huán)境、參試部件、目標(biāo)特性與作戰(zhàn)環(huán)境、彈目相對幾何關(guān)系和數(shù)學(xué)仿真部分，其基本構(gòu)架如圖1所示。

圖1 制導(dǎo)武器HILS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

彈體三自由度姿態(tài)角運動大多通過三軸轉(zhuǎn)臺復(fù)現(xiàn)，作為硬件的搭載平臺，通過相關(guān)設(shè)備復(fù)現(xiàn)彈目相對幾何關(guān)系和目標(biāo)特性，為仿真試驗的參試部件(導(dǎo)引頭、角速率陀螺等)創(chuàng)造相似的目標(biāo)環(huán)境。仿真計算機完成數(shù)學(xué)仿真部分的運算任務(wù)，即建立大氣模型、風(fēng)干擾模型，接收彈上計算機輸入的制導(dǎo)與控制指令，解算導(dǎo)彈運動學(xué)與動力學(xué)方程，分別為目標(biāo)生成控制機和彈上計算機提供瞬時彈目相對關(guān)系和導(dǎo)彈當(dāng)前部分飛行狀態(tài)，為三軸轉(zhuǎn)臺實時更新彈體姿態(tài)指令。同時，控制仿真時序，管理各個仿真設(shè)備。

目前，國內(nèi)外便于開發(fā)、已被廣泛采用、技術(shù)成熟的HILS平臺主要有dSPACE平臺、RT-LAB平臺、xPC雙機平臺和NI平臺4種。盡管這4種平臺在硬件配置、軟件環(huán)境、產(chǎn)品特點和開發(fā)流程等方面都有所差別，但都具備完善的功能配置和常用模型庫，能實現(xiàn)分布式的實時仿真，同時，都具有高度的集成性，便于用戶使用。

(1) 仿真計算機

對HILS模型中無法通過實物代替或設(shè)備模擬來實現(xiàn)的部分，只能以仿真計算機數(shù)值計算完成。仿真計算機應(yīng)具有較高的運算速度，快速完成數(shù)學(xué)部分仿真的非實時計算，保證仿真的實時性。美國在HILS技術(shù)的先進性之一就體現(xiàn)在配備高速高精度的仿真機，并在系統(tǒng)中采用了并行計算構(gòu)架，成為分布交互式仿真的雛形。而且，仿真計算機是系統(tǒng)的核心，要與各功能模塊實現(xiàn)通訊，必須具備相匹配的數(shù)字信號和模擬信號收發(fā)功能。在運算能力和可擴展性方面，德國dSPACE公司開發(fā)的實時仿真系統(tǒng)是這類產(chǎn)品最優(yōu)秀的代表。

(2) 彈體運動模擬器

在各類HILS系統(tǒng)中，三軸轉(zhuǎn)臺為導(dǎo)引頭和角速率陀螺等彈上器件創(chuàng)建彈體姿態(tài)運動環(huán)境，其動力學(xué)串聯(lián)進入仿真回路，造成一定的幅值衰減和相位滯后，直接影響仿真的置信度。因此，必須保證轉(zhuǎn)臺在實際負載情況下具有良好的頻域動態(tài)特性，滿足相應(yīng)的時域動態(tài)特性(最大角速度、最大角加速度、定位精度等)，同時嚴(yán)禁仿真模型發(fā)生姿態(tài)角劇烈變化。

(3) 目標(biāo)特性模擬器

在目標(biāo)模擬中，嚴(yán)格遵循多種特征相似性基本原則。紅外、激光等點源目標(biāo)的生成技術(shù)在工程應(yīng)用中已經(jīng)成熟。利用光學(xué)器件可得到不同波段的光波，通過調(diào)整光欄孔的大小和不同透射比濾光片的位置，分別改變光斑大小和輻射強度。電視成像制導(dǎo)方式的目標(biāo)環(huán)境通過圖形工作站生成，由仿真機提供彈目相對關(guān)系及導(dǎo)彈飛行狀態(tài)，利用圖像投影儀實時生成視景。微波暗室則是利用射頻陣列，為雷達制導(dǎo)體制生成射頻環(huán)境，考慮到微波的二次反射問題，暗室內(nèi)壁貼附特殊的吸波材料。紅外成像體制HILS運用了多種紅外圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)，目前出現(xiàn)了電阻陣列、激光二極管陣列、紅外陰極射線管、光纖陣列二次輻射型圖像技術(shù)等多種工程方案?；趹抑帽∧る娮桕嚵小⒓す舛O管陣列的投影技術(shù)發(fā)展較快且最具潛力。

(4) 彈目視線運動模擬器

彈目視線的構(gòu)建，是根據(jù)目標(biāo)生成器、轉(zhuǎn)臺和幕布(或像元實體)之間的幾何關(guān)系，嚴(yán)格遵循仿真技術(shù)相似原理，通過精確的角運動(兩軸轉(zhuǎn)臺)或線運動(X-Y二維平移裝置)2種方案而來。由于彈目視線運動相對緩慢，因此對模擬器動態(tài)特性的要求相對放低，但對于機動目標(biāo)或終端過載不歸零的制導(dǎo)系統(tǒng)，會在命中目標(biāo)時刻引起設(shè)備劇烈運動。

1.2 誤差分析與校正

HILS系統(tǒng)普遍存在的多項誤差不容忽視，致使仿真試驗置信度大打折扣，為此本文總結(jié)了工程上常規(guī)的HILS誤差分析與校正方法。

HILS系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境構(gòu)造彈目視線，所建立的幾何模型與導(dǎo)引頭、三軸轉(zhuǎn)臺和目標(biāo)環(huán)境生成儀器等密切相關(guān)。而轉(zhuǎn)臺軸晃動誤差、軸正交性誤差、目標(biāo)環(huán)境生成器安裝誤差、軸位置誤差和器件安裝誤差等機械結(jié)構(gòu)誤差以及目標(biāo)模擬器動力學(xué)等各類誤差都會使室內(nèi)構(gòu)造的彈目視線與理論值存在差異，繼而使制導(dǎo)指令有所偏差，最終使制導(dǎo)精度的置信度大為降低；而捷聯(lián)制導(dǎo)體制導(dǎo)引頭與彈體的強烈耦合，致使幾何誤差對其HILS系統(tǒng)的影響更為顯著[9-12]。

為削弱系統(tǒng)誤差的影響，目前，出現(xiàn)了2種處理方法：1)以主要誤差源為參數(shù)，通過系統(tǒng)標(biāo)定、辨識或優(yōu)化等手段，建立和校驗相應(yīng)的誤差模型；2)從系統(tǒng)的頻域響應(yīng)出發(fā)，通過校正網(wǎng)絡(luò)等手段，補償引起誤差的幅相特性。

以某激光制導(dǎo)武器HILS系統(tǒng)為例，坐標(biāo)系、參數(shù)等定義詳見文獻[8]。如圖2所示，安裝誤差導(dǎo)致對仿真中的彈目視線構(gòu)造不準(zhǔn)確，仿真中的視線誤差角與理論值差異很大，所得的彈道與理論彈道也將存在明顯差異，從而使試驗失去仿真驗證的意義。文獻[8]利用導(dǎo)引頭跟蹤試驗，通過數(shù)學(xué)辨識手段校正了多項幾何誤差，提高了HILS置信水平。

圖2 彈目視線誤差的示意圖

另外，包括仿真機在內(nèi)的數(shù)字化設(shè)備帶來A/D轉(zhuǎn)換量化誤差、截斷誤差和舍入誤差[11]。為分析這類誤差的影響，設(shè)T1為A/D轉(zhuǎn)換時間，T2為計算執(zhí)行時間，T3為D/A轉(zhuǎn)換時間，記τ=T1+T2+T3，Ts為離散系統(tǒng)的采樣周期。

圖3 離散系統(tǒng)的等效頻域特性

假設(shè)在系統(tǒng)的工作頻段處均有ω·Ts<<1，則以上離散系統(tǒng)的等效頻域特性近似等效為：

D(s)≈GA(s)e-(τ+Ts/2)s

(1)

由式(1)可知，仿真回路中的數(shù)字化采樣可近似等效為純延遲環(huán)節(jié)，同時不改變設(shè)備的動力學(xué)特性。2者都將造成系統(tǒng)相位滯后，工程上通過提高采樣頻率和加快設(shè)備頻率響應(yīng)和運算速度，削弱此類誤差的影響，或?qū)ο到y(tǒng)進行超前校正，主動補償帶來的相位滯后。

1.3 作用與意義

在制導(dǎo)武器研發(fā)中，HILS技術(shù)為工程方案設(shè)計、算法改進、硬件測試、性能評估和故障分析等提供試驗支撐。隨著HILS技術(shù)不斷革新，通過靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合、多層次全方位的驗證與評估，形成“研制—改進—定型—生產(chǎn)—訓(xùn)練”一體化應(yīng)用體系，大大降低了飛行驗證的風(fēng)險。

在方案論證階段，依據(jù)總體任務(wù)完成各分系統(tǒng)的指標(biāo)分解，分系統(tǒng)完成系統(tǒng)級的數(shù)學(xué)仿真驗證工作，為單機部件級方案論證提供理論基礎(chǔ)，并為各個單機部件分配相關(guān)指標(biāo)與任務(wù)。同時，將單機部件的理論設(shè)計、數(shù)學(xué)仿真與“閉環(huán)、開環(huán)”半實物仿真相結(jié)合，開展產(chǎn)品研制工作；將可嵌入回路的單機產(chǎn)品逐一引入分系統(tǒng)HILS模型，再將各分系統(tǒng)產(chǎn)品依次引入HILS模型，最終構(gòu)建為總體級HILS平臺。在飛行包絡(luò)內(nèi)的各種戰(zhàn)況下進行HILS驗證，檢驗全過程各分系統(tǒng)間的匹配性以及各級產(chǎn)品性能指標(biāo)的合理性，為飛行試驗奠定堅實基礎(chǔ)。利用小子樣飛行試驗數(shù)據(jù)，通過模型辨識進一步校核仿真模型，形成方案論證、產(chǎn)品研制與仿真驗證大閉環(huán)，如圖4所示。

圖4 分層逐級HILS驗證

目前，工程師通過HILS技術(shù)對彈上核心器件進行非破壞性仿真驗證，達到考核導(dǎo)引頭、角速率陀螺、彈載計算機以及導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制算法等的目的[13-19]。

以導(dǎo)航器件多樣性為背景，組合導(dǎo)航算法得以空前的發(fā)展，在導(dǎo)航精度與實時性上折衷；各傳感器在原理、采樣頻率、測量精度與信噪比水平等方面各有不同，從而出現(xiàn)對應(yīng)的最優(yōu)估計與數(shù)據(jù)融合算法，通過HILS來驗證其合理性、時效性與魯棒性，勢必成為工程化應(yīng)用的有力保障。采用成像導(dǎo)引頭的制導(dǎo)系統(tǒng)，其時空濾波、分割、旋轉(zhuǎn)、縮放、銳化等圖像處理技術(shù)和目標(biāo)識別與跟蹤算法對制導(dǎo)精度有重大影響，而對圖像色調(diào)等參數(shù)、探測器特性以及各類算法很難準(zhǔn)確地建立數(shù)學(xué)模型，且隔離度、天線罩誤差、噪聲干擾等導(dǎo)引頭相關(guān)參數(shù)因產(chǎn)品而異。將成像導(dǎo)引頭嵌入回路中，避免此類對象建模困難或模型不準(zhǔn)確的問題，以此驗證成像探測器等硬件和目標(biāo)探測與識別等算法，也有助于在特定硬件水平下改進算法，提高系統(tǒng)的可靠性與魯棒性。彈上控制系統(tǒng)使用包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的非線性智能控制，其控制性能往往依賴于核心器件的各項指標(biāo)，在多種作戰(zhàn)場景下，HILS技術(shù)可綜合分析與評估其有效性。

此外，HILS試驗可監(jiān)測單機器件和各級電路的工作狀態(tài)，復(fù)現(xiàn)故障現(xiàn)象，為故障診斷提供模擬平臺。HILS技術(shù)，還可用于校準(zhǔn)復(fù)雜被控對象的數(shù)學(xué)模型；在項目管理方面，這種技術(shù)能有效減少決策的盲目性；在制導(dǎo)武器作戰(zhàn)人員操作訓(xùn)練與指揮方面，HILS發(fā)揮著不可替代的作用，尤其是“人在回路”制導(dǎo)體制，通過基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的射手平臺操作訓(xùn)練，可顯著提升人員的作戰(zhàn)能力，減少演練耗彈。圖5為美軍用于實戰(zhàn)化士兵訓(xùn)練的沉浸式HILS訓(xùn)練平臺。

圖5 HILS平臺的戰(zhàn)場訓(xùn)練

2 國外發(fā)展現(xiàn)狀

針對制導(dǎo)武器加速研制的迫切需求，世界各國重視HILS技術(shù)的發(fā)展，競相開展相關(guān)的理論研究與工程應(yīng)用。目前，美國為首的軍事強國已完成多種制導(dǎo)武器HILS平臺建設(shè)，代表了當(dāng)前先進水平。

位于美國Alabama州紅石兵工廠的陸軍導(dǎo)彈司令部高級仿真中心(ASC)已構(gòu)建多個型號制導(dǎo)武器HILS平臺。ASC把HILS作為陸軍先進精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)開發(fā)的重要工具，為美國陸軍及其盟國提供了高精度的可靠HILS驗證支持。1975年以來，ASC共開發(fā)了14個HILS平臺，包括紅外成像系統(tǒng)仿真、RF仿真系統(tǒng)和多頻譜仿真系統(tǒng)，光電三模制導(dǎo)武器仿真系統(tǒng)等。美國Florida州埃格林空軍基地試驗中心負責(zé)開發(fā)空軍制導(dǎo)武器系統(tǒng)的測試仿真平臺，構(gòu)建了全頻譜范圍內(nèi)末端制導(dǎo)傳感器HILS平臺，射頻/毫米波/紅外/激光/GPS仿真器一應(yīng)俱全。1980年具備為2～18GHz范圍內(nèi)主動或被動射頻導(dǎo)引頭提供HILS試驗的能力，曾為空空戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和雷達制導(dǎo)武器提供過現(xiàn)代化實用HILS設(shè)備[19]。

圖6 美國埃格林試驗中心五軸轉(zhuǎn)臺

來自英國牛津大學(xué)的Marko首次將風(fēng)洞設(shè)施引入HILS系統(tǒng)中[17-18]。圖7為其所研制的仿真平臺所使用的風(fēng)洞設(shè)備。這種引入氣動力/力矩的半實物仿真系統(tǒng)的基本原理如圖8所示。

圖7 Marko研制的用于HILS的風(fēng)洞設(shè)備

圖8 將風(fēng)洞引入仿真回路的HILS系統(tǒng)

系統(tǒng)管理中樞根據(jù)導(dǎo)彈當(dāng)前飛行狀態(tài)實時控制噴流速度與密度，建立滿足相似性的流場，將鉸鏈力矩、飛行器結(jié)構(gòu)顫振和下洗渦流所引起的力學(xué)畸變等非線性因素引入了仿真回路，由傳感器測量在控制面指令下導(dǎo)彈所受的氣動力與力矩，更逼真的仿真環(huán)境使仿真的置信度進一步提高。將風(fēng)洞實驗融入HILS試驗，其涉及流體力學(xué)、控制、通訊和機械制造多個學(xué)科領(lǐng)域，是HILS技術(shù)的一個里程碑。

3 發(fā)展趨勢

美國在該技術(shù)領(lǐng)域的先進性就體現(xiàn)在有最先進的物理環(huán)境模擬設(shè)備，在HILS技術(shù)起步階段，美國用于模擬彈體運動的轉(zhuǎn)臺以精度高、帶寬大和動態(tài)性能好而著稱；在圖像制導(dǎo)盛行的今天，本文提到的多種紅外圖像生成技術(shù)大多出自美國，且引領(lǐng)著當(dāng)前的發(fā)展潮流，可以看出HILS技術(shù)發(fā)展中一條重要經(jīng)驗：HILS技術(shù)的發(fā)展更依賴于作戰(zhàn)環(huán)境模擬技術(shù)。

Marko提出的方案首次建立了力/結(jié)構(gòu)/流場耦合物理場[17]，使HILS技術(shù)邁出了實質(zhì)性的一步。真實作戰(zhàn)環(huán)境是更為復(fù)雜的力/熱/光譜/結(jié)構(gòu)/流場/控制等多物理場耦合系統(tǒng)，通過設(shè)備創(chuàng)建的作戰(zhàn)環(huán)境越逼真，則HILS的置信度越高。因而，HILS的關(guān)鍵技術(shù)已不再停留在三維特征圖像保真重構(gòu)等單個物理場的構(gòu)造上，取而代之的多物理場耦合模型實現(xiàn)技術(shù)是HILS技術(shù)在未來發(fā)展中亟待突破的核心技術(shù)，這也使高速計算、交互分布式、虛擬技術(shù)和協(xié)同仿真等成為未來的發(fā)展方向。

在攻與防“單武器對單目標(biāo)”的HILS技術(shù)還有待較長時間的發(fā)展與完善，將來有望發(fā)展到“編隊作戰(zhàn)”體系化層面上，即“多武器對多目標(biāo)”HILS驗證。導(dǎo)彈編隊協(xié)同作戰(zhàn)是應(yīng)對反導(dǎo)系統(tǒng)的唯一途徑，但其飛行驗證難以實施，且成本巨大。基于“單對單”的成熟技術(shù)，通過HILS平臺呈現(xiàn)實時整個戰(zhàn)場攻防態(tài)勢，是實現(xiàn)彈間實時通訊、協(xié)同作戰(zhàn)和任務(wù)規(guī)劃全程有效驗證最具說服力的手段，能為指揮官決策和制導(dǎo)武器協(xié)同作戰(zhàn)理論發(fā)展提供有力支撐。

HILS系統(tǒng)的各個設(shè)備將會全面升級。新一代制導(dǎo)武器的機動性能將大幅度提升，彈體動態(tài)范圍更大，要求相應(yīng)的轉(zhuǎn)臺模擬器精度更高、時域響應(yīng)更快和頻率響應(yīng)跨度更大；特征圖像、無線電、星矢環(huán)境生成的模擬設(shè)備及導(dǎo)引頭、導(dǎo)航器件等彈上系統(tǒng)更為復(fù)雜，以通訊技術(shù)、高性能計算集群和并行計算技術(shù)為后盾，大幅度提升數(shù)據(jù)運算處理和交換傳輸?shù)乃俣?，以滿足HILS對實時性的要求。

另外，早期的HILS平臺，通常是根據(jù)用途與任務(wù)而研制的非標(biāo)準(zhǔn)件。隨著HILS技術(shù)的日益成熟，HILS平臺設(shè)備、接口協(xié)議以及仿真模型的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化和人性化也將成為必然的發(fā)展趨勢。

4 總結(jié)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭促使武器系統(tǒng)向復(fù)雜、精密、可靠的趨勢發(fā)展下去，且成本越來越高。HILS試驗不僅在效費比方面的優(yōu)勢相比飛行試驗更為凸顯，而且是提高復(fù)雜系統(tǒng)可靠性最有效的手段。可以預(yù)見，HILS技術(shù)的突破，將有力地推動未來制導(dǎo)武器的跨越式發(fā)展。然而，作戰(zhàn)環(huán)境的復(fù)雜性使HILS技術(shù)仍滯后于工程需求，在未來的發(fā)展道路上面臨著巨大挑戰(zhàn)，HILS技術(shù)仍有待進一步的完善。

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An Overview of Hardware-in-the-Loop Simulation Technique for Precision-Guided Tactical Weapon

Fan Shipeng, Xu Ping, Wu Guang, Li Ling, Qi qi

Beijing Aerospace Automatic Control Institute, Beijing 100854, China

Withtherapiddevelopmentofprecision-guidedmunitions,Hardware-in-the-loop-simulation(HILS)techniqueiswidespreadadoptedasaverificationandvalidationmethodduetoitshigherfidelitythanothersandlowcostandplaysansignificantroleTheHILStechniquesforguidedmunitionsaresummarizedinthispaper.Firstly,functionalcomponents,errorsanalysisandmotivationofHILSsystemareintroduced.Then,theoverseaforefrontofHILStechniqueisdescribedindetail.Finally,bytakingcurrentsituationintoaccount,thedevelopmenttrendofHILSisexpatiated,whichcanserveasareferencefordevelopmentofHILStechnique.

Guidedweapon;Hardware-in-the-loop-Simulation;Erroranalysis;Developmenttrend

2016-01-08

范世鵬(1986-)，男，山西運城人，博士后，主要研究方向為飛行器制導(dǎo)與控制、半實物仿真；徐 平(1985-),男，江西南昌人，博士，高級工程師，主要研究方向為精確制導(dǎo)技術(shù)；吳 廣(1982-),男，天津靜海人，碩士，工程師，主要研究方向為飛行器制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計；李 伶(1972-)，女，湖北赤壁人，博士，研究員，主要研究方向為飛行器制導(dǎo)、控制與仿真；祁 琪(1991-)，女，青島人，碩士生，主要研究方向為導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制。

TJ765.4

A

1006-3242(2016)03-0066-07