訓練仿真器也稱訓練模擬器。利用仿真技術對人員進行訓練的自動化設備。訓練仿真器分為載體操縱型、故障排除型、過程控制型、武器攻擊型、文體活動型、博弈決策型多種類型。訓練仿真器經歷了機電解算裝置、電氣解算裝置、模擬計算機和數字計算機四個技術發展階段。訓練仿真器採用計算機、自動控制、環境仿真和儀表仿真等技術，圍繞“人——機——環境”構成一個仿真系統，取代真實系統的機器來完成對人的某種訓練。
基本介紹
- 中文名：訓練仿真器
- 外文名：training simulator
- 類別：自動化設備
- 技術：計算機、自動控制
- 裝置：電氣解算裝置、模擬計算機
簡介,特點,套用,載體操縱型,故障排除型,過程控制型,武器攻擊型,文體活動型,博弈決策型,關鍵技術,
簡介
凡是需要一個或一組熟練人員進行操縱、控制、管理和決策的真實系統，都需要對人員進行訓練。對於複雜的系統，採用訓練仿真器訓練人員能降低成本和提高安全性。有些訓練不能在真實系統中進行（如航天飛行），這就需要利用訓練仿真器來進行。此外，採用訓練仿真器訓練還可以方便地安排訓練計畫，提高訓練的效率和質量。20世紀40年代，美國為了訓練空軍飛行員首先研製成功飛機訓練器。此後訓練仿真器經歷了機電解算裝置、電氣解算裝置、模擬計算機和數字計算機四個技術發展階段。
訓練仿真器通常由 3 個部分組成：
(1) 計算機系統它完成模型運算、數據轉換、通信以及各種數值計算或符號處理的工作。
(2) 訓練台 它為被訓練者提供一個與真實系統相類似的環境 , 如飛機座艙、電站控制室等。
(3) 教員台 它使教員能設定訓練開始時的初始條件, 給定訓練科目 , 並記錄訓練結果 , 顯示學員的訓練過程 , 從而可對訓練成績進行評定。
凡是需要一個或一組熟練人員進行操縱、控制、管理和決策的真實系統, 都需要對人員進行訓練。對於複雜的系統 , 採用訓練仿真器進行訓練不僅能降低成本、提高安全性 , 而且能方便地安排訓練計畫 ,提高訓練的效率和質量。有些訓練(如危險事故處理)不可能在真實系統上進行而卻能在訓練仿真器上多次重複地進行 ,因此訓練仿真器具有極高的經濟效益與社會效益。
20 世紀 40 年代, 美國為訓練空軍飛行員首先研製成功了飛行訓練器 , 當時的模型計算裝置是機電型的 , 訓練的科目也極為有限。經過 50 多年的發展 ,現代訓練仿真器不論在技術水平上 ,還是在訓練的內容上都發生了巨大變化。最新的飛機訓練仿真器 ,採用並行處理計算機系統 ,視景系統則採用計算機圖象技術 , 90%左右的飛行訓練科目都可在訓練仿真器上完成。
特點
訓練仿真器技術的特點是：
①數學模型因訓練目的的不同而異，必須根據人的主觀感覺對模型進行必要的修改。
②評價訓練仿真器性能的優劣有兩個標準，即客觀標準（仿真的運動規律符合實際情況的準確程度）和主觀標準(多批次訓練中人的主觀感覺的統計結果)。
③只能是實時仿真。
④一般包含有環境仿真，主要是視景仿真，此外還有加速度、不平衡運動、失重狀態的運動感覺仿真，在操縱設備時的受力仿真和聲響仿真等。
⑤被訓練者和計算機之間（輸入和輸出之間）的界面要求與真實系統中的人、機界面一致。
⑥配有自動記錄訓練過程的設備，以便評價被訓練人員的操作、控制和管理水平，有時還要求有重演功能。訓練仿真器一般由三部分組成：訓練室、計算機室和導演室。其中導演室的作用是設定訓練的初始狀態、控制整個訓練的進程並隨時設定情況（如設定故障）和對被訓練者的素質進行評價。訓練仿真器稍作修改即可用於對系統的研究。
套用
訓練仿真器已套用於很多領域，從套用的角度可分為幾種類型。
載體操縱型
宇宙空間、大氣層、地面、水上和水下各種載人運輸工具的操縱訓練仿真器，如飛機訓練仿真器、艦船訓練仿真器、火車汽車訓練仿真器等。它以訓練操縱這些運載工具的人員為主要目的。
故障排除型
機器、機艙、工程系統的故障分析和排除的訓練仿真器。
過程控制型
化工企業、發電廠、電力網等例行檢查和運行操作的訓練仿真器，如電站訓練仿真器、化工系統訓練仿真器等。它以訓練控制這類複雜系統的主控人員為主要目的。
武器攻擊型
軍事部門各類武器如飛機、坦克、艦艇等相互格鬥的訓練仿真器。
文體活動型
提高各類體育和文娛活動技能的訓練仿真器。
博弈決策型
工廠管理（廠長、經理訓練器）、交通管制和軍隊各種戰術模擬的訓練仿真器，如飛機格鬥訓練仿真器、戰術戰役訓練仿真器、調度管理訓練仿真器等。它以訓練軍事指揮員、經理調度員以及其它各類決策人員的決策能力為主要目的。
關鍵技術
訓練仿真器的共同關鍵技術是：① 研究與開發適合於訓練要求的數學模型，並建立一套先進的建模環境，以便縮短訓練仿真器的研製周期；② 各種環境仿真的技術 , 如視景仿真、加速度、不平衡運動、失重狀態、運動感覺的仿真等；③ 多功能、智慧型化教員台。
訓練仿真器中廣泛套用了計算機技術，比如，利用計算機圖形與圖象技術產生訓練環境的景象；利用資料庫管理各種模型並建立相應的模型庫；利用人工智慧技術對訓練結果進行評價等等。近年來，虛擬現實技術的發展更加提高了訓練仿真器的逼真度，它使被訓練者與由計算機產生的“仿真環境”更加緊密地融合在一起，使被訓練者有一種完全身臨其境的真實感。
