近年来虚拟技术的蓬勃发展引发了制造业、工控业以及其他众多领域的变革。本文正是将虚拟现实技术运用到仿真领域，在实验室环境下建立一个可以模拟测试现场的系统平台，以期能为后级系统的开发提供所需数据，从而缩短后级系统的研制周期，提高研制质量，减少研制风险度。半实物虚拟模型系统是将实物模型中提取出的传递函数作为模型构造的基础，经过系统的运算仿真，得到尽可能接近真实的输出信号，实现系统的实时仿真。 本文首先分析了相关虚拟技术以及半实物仿真技术的发展，再从建模的角度出发来阐述半实物虚拟模型的基本原理，分析了虚拟模型系统的可行性，为模型系统的实现提供理论基础。其次介绍了由数据采集卡和接口电路构成的数据采集模块，为系统的实时输入和输出提供了硬件上的保证。随后重点讨论了实现该虚拟模型系统的几项关键技术；运用了面向对象技术和类的继承思想实现了模块库中模型构件的可见性和重构性，双缓冲存储和多线程技术保证多任务系统的实时处理能力，数据流向的算法设计解决了模型的仿真算法问题，同时为今后的系统扩展提供了基础。文中还对系统进行了实例应用，验证了系统的虚拟建模及半实物仿真能力，并给出了相应的性能指标。 最后对本文的研究工作进行了总结，并提出了对半实物虚拟模型系统作进一步研究开发的设想。