现代航空航天工程是一项高风险、高投入、高复杂度的系统工程，想要研制可靠的机载、星载系统，仿真实验测试将是一个不可缺少的环节并贯穿项目过程的始终。常见的仿真形式可以分为全数字仿真、半物理仿真及全物理仿真，其中，全数字仿真是基于数学模型的一种仿真方式，实验对象系统的各个子系统均使用对应的数学模型来表示，并将其连接成回路进行仿真。但是全数字仿真所采用的模型很难精确地概括真实器部件的所有特性，是一种简化版的描述。数学模型与实际器部件存在的偏差在部分情况下对系统性能具有极大影响，而上述影响在仿真中无法得到体现，这使得全数字的仿真结果与真实情况始终存在一定偏差。典型的全数字仿真就包括下图所示（万千控制学子的饭碗）——Matlab/Simulink。

控制系学子吃饭神器

如果说全数字仿真是硬币的一面，那么与之相对应的全物理仿真则是带着央行认证标志的背影杀手。以星载姿控系统的实验测试为例，全物理仿真利用气浮台来模拟卫星在微重力外层空间下的无阻尼运动，所有的执行机构、敏感器及卫星部件均是真实的器部件；而对于航空机载设备的研制，全物理仿真的意义则更直观，装上试验机飞起来就对了。仿真仿真，“仿”的核心是要求“真”，显而易见，全物理仿真能最大程度地复现待测设备的真实工况环境，属于居家旅行优化升级之良品。

只要有颗“磕盐”的心，每一次上天都是一次全物理仿真！

然而，这种实验方式的硬件门槛较高、资源投入以及作业难度大，对于小本经营而又心怀报国理想的热血青年来说不是最明智的选择。怎么办？下面就要推荐本文的重点——介于全数字仿真与全物理仿真之间的半物理仿真，此种实验手法优点十分突出，属于典型的花小钱办大事，人人都有机会的廉租房。

以航空飞行器研制为例，在半物理仿真中，我们将有机会使用有限的资源尽可能地模拟出真实飞行器系统，可以通过实时仿真目标机运行飞行器的运动学与动力学模型，而诸如飞控计算机、舵机组件、惯导装置等执行机构与敏感器部件都可以根据研究者的需求，将真实器件连入回路，进行硬件在回路的仿真。半物理仿真技术使用了尽可能少的数学模型，规避全数字仿真中出现的缺陷，却又不需要全物理仿真高额的投入，实为飞行器系统评估与验证工作中的一种优异技术途径和实验方法。

一种航空飞行器半物理仿真实验设计