虚拟仪器与虚拟试验技术简介

算机仿真的进一步发展是虚拟现实（Virtual Reality Test，简称VR） 。虚拟现实是一种人工创建和体验虚拟世界的算机系统，它具有三个重要特征： 高度的沉浸感，可信度和交互性。利用虚拟现实技术，可以

　　方便地在计算机上产生一个虚拟的试验环境，对被试产品进行各种性能测试和检验;通过人的视觉，听觉，触觉等作用于人，使人产生身临其境的感觉，使试验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的试验项目。

　　虚拟试验系统不仅可以作为真实试验的前期准备工作，而且可以在一定程度上替代传统的试验。于传统试验相比它具有一下优点：

　　（1） 可以大幅度减少样机制造试验次数，缩短新产品试验周期，同时，降低实际试验费用。

　　（2） 虚拟试验技术应用于复杂产品的开发中，可以实现设计者，产品用户在设计阶段信息的互反馈，使设计者全方位吸收，采纳对新产品的建议。

　　（3） 虚拟试验技术代替实际试验，实现了试验不受场地，时间和次数的限制，可对试验过程进行回放，再现和重复。

　　2. 虚拟试验技术在汽车工业中的应用

　　计算机技术的不断发展，硬件性能的不断提高，推动了虚拟试验在车辆工程方面的应用。1972年，美国通用汽车公司首先开发了车辆动力性和燃油经济性的通用预测程序GPSIM，该程序可以模拟汽车在任何工况行驶下的瞬时油耗，累计油耗，行驶时间和距离，预测汽车设计参数如： 质量，传动比，空气阻力系数等的变化对汽车性能的影响。美国北卡大学虚拟环境试验室，开展了车辆驾驶员虚拟环境的研究，具有极强的工程应用性。美国MDI公司开发的ADAMS软件是构造产品的虚拟原型的一个很好的平台，其中的CAR模块是MDI公司与Audi， BMW， Renault和Volvo等公司合作开发的整车虚拟软件包，集成了它们在汽车设计，开发等方面的经验。利用该模块，工程师可以快速建造高精度的整车虚拟样机（包括车身，悬架，传动系统，发动机，转向机构，制动系统等）并进行仿真，通过高速动画直观地显示在各种试验工况下（例如： 天气，道路状况，驾驶员经验）整车动力学响应，输出标致操纵稳定性，制动性，乘坐舒适性和安全性的特征参数，从而减少对物理样机的依赖。VTL（Virtual Test Lab）系统是由美国MTS（MechaNIcal Test System）公司研制的虚拟试验系统，该系统通过在产品或部件上安装虚拟传感器，并将虚拟原型安装在不同的试验环境中，一旦虚拟模型确定，可以反复进行试验，并根据虚拟试验结果对设计进行反复修改，从而获得最佳设计方案。

　　与西方发达国家相比，国内在虚拟试验方面的研究单位主要集中在高校。吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室对汽车防抱制动系统（ABS）混合仿真试验台进行了系统分析，建立了用于硬件在环仿真的车辆模型，轮胎模型，路面模拟以及ABS液压系统模型，并进行了硬件在环仿真试验。它将ABS实际部件嵌入到软件环境中进行混合仿真，极大地扩展了软件仿真的功能，为ABS产品开发提供了开发工具和试验平台。

　　三。 结语

　　现代汽车已发展成为一个智能化网络计算平台。汽车网络贯穿整车的控制系统、信息系统、驾驶系统和传感执行系统等。伴随汽车电子产业的不断发展，汽车工业已不再是单一的机械制造，据有关数据显示，未来的汽车制造，电子产品将占据近50%的工艺和成本。相关电子产品的开发与测试亦将飞速发展。虚拟仪器技术和虚拟试验技术以其低成本，高效能，灵活可靠等特点，将在汽车工程中扮演越来越重要的角色。