水下滑翔机半实物仿真平台通过主控系统采集处理水下滑翔机水下环境以及运动状态等信息，并上传到数据接收处理软件，仿真水下滑翔机与岸站的通信过程，可以实现水下滑翔机控制系统、通信系统的仿真测试，进而实现交互通信、模拟操控、状态监测、载荷控制、巡航任务规划、参数配置等功能。该系统可以大大提高水下滑翔机的研发效率，显著降低其研发成本。
1. 水下滑翔机半实物仿真平台架构
水下滑翔机半实物仿真平台主要由实物仿真部分和虚拟仿真软件部分组成。
1.1 实物仿真部分
水下滑翔机半实物仿真平台的实物仿真部分主要是主控系统，在主控系统上可以进行水下滑翔机的运动控制仿真、各类搭载传感器数据采集的仿真和与岸站进行通信的仿真等实物仿真。成功仿真后主控系统的备份可以直接用于水下滑翔机的控制。
实物仿真部分的主控系统由计算处理模块、电源转换模块、串口通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块和数据存储模块等部分组成，并通过RS232串口、A/D、D/A等硬件接口与虚拟仿真部分连接，从而可以完成水下滑翔机的运动控制、与岸站接收机通信、传感器数据采集和存储等任务。
1.2 虚拟仿真软件部分
水下滑翔机半实物仿真平台的虚拟仿真软件部分主要由可以仿真科学传感器系统、航行传感器系统、应急处理系统、运动控制系统、GPS全球定位系统模块的仿真系统和安装在计算机上的仿真系统管理软件及数据接收处理软件组成。
水下滑翔机搭载的各类传感器模块都通过仿真系统仿真实现，能节省大量用于采购传感器、通信设备等的经费，也能快速进行各模块的更新与改进。数据接收处理软件与主控系统相互配合仿真水下滑翔机的通信过程，并且对数据接收处理软件稍做改进，即可作为实际水下滑翔机的岸站数据接收处理软件。
（1）主控系统软件设计
面对水下恶劣危险的环境，主控系统软件设计在满足水下滑翔机控制、数据采集和通信等基本任务要求的同时，必须有足够的健壮性和可靠性。
主控系统针对危急状况的处理包括了超深抛载、超时抛载、漏水抛载、欠电抛载、通信超深抛载及系统错误抛载等多种状况。目前水下滑翔机在面临危急状况时，大多采用抛载机构抛弃重物来保障水下滑翔机的安全。所以在主控系统软件设计时，主控系统软件首先进行系统时钟、中断和外设等初始化工作；然后等待接收用户的控制命令，接着根据接收到的控制指令执行浮力调节、俯仰调节、锯齿形周期运动、科学传感器数据采集及应急处理等任务；最后，当水下滑翔机处于水面通信状态时，会给通信模块上电，执行数据上传任务。例如，系统错误抛载是通过主控板与抛载控制板每隔一段时间进行通信一次，超过设定时间，主控板未与抛载板进行通信，则认定系统出错误，抛载板控制抛载机构立即抛载，以此来保障水下滑翔机的安全。
（2）仿真系统软件及仿真系统管理软件设计
水下滑翔机主控板通过仿真系统板通知仿真系统管理软件仿真开始，然后仿真系统管理软件读取包含水下环境、水下滑翔机状态等参数的配置文件(通过水下滑翔机数学建模或试验获得)，将配置文件信息依次通过串口发送给仿真系统板进行水下环境、滑翔机状态等状况的仿真，并将相关仿真信息送入水下滑翔机的主控系统。而后仿真系统板采集水下滑翔机的控制信息，如俯仰、横滚机构的控制信号等，并将采集到的信息发送到仿真系统管理软件进行存储。用户也可以通过仿真系统管理软件设置水下滑翔机漏水、超深等突发状况，以此来测试水下滑翔机控制系统的应急处理功能是否满足设计要求。
（3）数据接收处理软件设计
水下滑翔机的数据接收处理软件主要负责将水下滑翔机上传的环境传感器数据(如温度、盐度和深度)、运动姿态数据和GPS数据等进行解析、显示和存储。同时，还可以向水下滑翔机下达任务规划命令，规划水下滑翔机的下潜深度、俯仰角度及航向等。
2. 水下滑翔机半实物仿真平台功能
水下滑翔机半实物仿真平台主要实现水下滑翔机的模拟操控，提供手动控制与自主模式两种控制模式。基于水下滑翔机的模拟操控模型、运动学仿真模型、任务载荷模型，提供与实际设备操控方式相近或一致的模拟操控体验，帮助学员熟悉水下滑翔机的操作与使用，使其快速具备指挥和实操保障的能力。主要功能包括交互通信功能、模拟操控功能、状态监测功能、载荷控制功能、巡航任务规划、参数配置等。
2.1 交互通信功能
实现模拟操控平台与水下滑翔机仿真模型之间的数据传输功能，根据不同应用场景选择无线电通信等通信设备。
2.2 模拟操控功能
支持对水下滑翔机进行模拟操控，支持航迹规划、控制模式切换、运动控制、单元模块控制、载荷控制等功能。
2.3 状态监测功能
实时监测并显示水下滑翔机的位置、航速、航向等航行信息，任务状态、载荷状态等信息，同时具备故障预警功能。
2.4 载荷控制功能
搭载CTD、ADCP、矢量水听器、无线通信等4种载荷模型，支持对上述载荷模型进行模拟操控。
2.5 巡航任务规划
通过模拟操控平台预设水下滑翔机自主巡航的航线，水下滑翔机仿真模型获取目标位置、计划航线后，启动自主巡航模式，水下滑翔机便根据自身位置和目标航路规划运动路径，最终按照目标航路进行巡航。
2.6 参数配置
支持系统配置、状态测试、参数装订、控制模式设置、通信设置等相关参数的配置功能。
水下滑翔机半实物仿真平台通过主控系统采集处理水下滑翔机水下环境以及运动状态等信息，并上传到数据接收处理软件，仿真水下滑翔机与岸站的通信过程，可以实现水下滑翔机控制系统、通信系统的仿真测试。使用该系统可以高效率地进行水下滑翔机控制系统、传感器系统和通信系统等的研发测试。有效降低水下滑翔机的研发成本，使更多科研人员和学生有机会进行水下滑翔机的研究，具有教育及教学意义。
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