半实物仿真中的“虚”“实”一键切换技术
随着现代工业产品的智能化发展趋势，对控制系统的要求越来越高，特别是对于快时变、强耦合、多要素复杂系统来说，控制系统已经成为了制约系统能力的关键因素之一。在控制系统的研制中，仿真技术已成为一种必不可少的手段，在设计及测试和验证过程中得到了广泛的应用。
半实物仿真是工程领域内一种应用广泛的仿真技术，半实物仿真包括快速控制器原型（RCP）仿真和硬件在回路仿真（HiL），是将部分实物与数字模型一起构成仿真回路的一种仿真技术。其中硬件在回路仿真采用数字模型替代真实环境或部分设备，满足对于控制系统仿真严格的实时性要求，能够构建出近似于真实应用条件的仿真运行环境，相比纯粹的虚拟仿真，可以大大提高仿真的置信度。
半实物仿真工作流程
半实物仿真在控制器研制过程中的典型应用是RCP和HiL，前者是将虚拟控制器（算法等）与真实硬件结合，后者则是将真实控制器与虚拟被控对象（系统）结合进行试验和测试。在进行半实物仿真时，通常要经历以下流程：对实际系统建模，进行全虚拟仿真（即全数字模型），对模型进行修改和标定，将模型中部分数学化的模型用实物代替做实时仿真，完成控制器的半实物仿真测试。
全虚拟与半实物仿真的转换问题
如上所述，在控制器设计中，前期往往采用全虚拟的方式进行仿真试验验证，充分发挥其操作方便、成本低、迭代迅速的优势；当工作进行到测试验证阶段，则需要将仿真模型与实物进行关联，进行半实物仿真，以获取到更加准确的测试结果，而两种仿真模式转换过程中，普遍存在以下问题：
1、 平台不统一
不同建模工具下所建立的半实物仿真模型与全虚拟仿真模型不统一，工程师需要在自己的平台上对所用模型重新建立、调用，在一定程度上增加了工作任务而且影响工作效率。
2、 模型数据的准确性
在全虚拟仿真转换为半实物仿真时，需要很方便并且安全地将全虚拟仿真阶段的数字模型间的配置映射到与模型所代表的硬件设备上去；当使用硬件进行测试时，如果发现某些问题，很可能需要替换回全虚拟仿真的数字模型重新进行理论验证，此时又需要能够很方便安全地把真实硬件替换回数字模型，因此将数字模型与硬件模型间进行准确地转换，确保数据不丢失不改变，是影响仿真准确性的重要因素。
GCAir实时仿真机是基于GCAir软件的半实物仿真系统，支持从全虚拟仿真到半物理仿真复用所有的资源，实现了从全虚拟仿真到半实物仿真的一键切换，在同一平台上进行两种测试，既保证了仿真平台的一致性，又能减少人工投入、降低数据损失风险。
半实物仿真作为仿真技术的重要代表之一，其经济效益日益凸显，在控制系统研究等众多方面有着举足轻重的作用。世冠的GCAir半实物仿真系统，支持在同一仿真平台上进行虚拟和半实物仿真，实现了一键切换，极大地提高了仿真的准确性和使用的便捷性。在计算机技术飞速发展的信息化产业背景下，半实物仿真技术已成为现代工程技术的重要支撑力量，世冠科技将持续技术创新，为现代工程系统研发提供更加高效、专业的工具支撑。
