平流层飞艇是一种飞行在平流层底部弱风区范围内的一类大型浮空器，可以作为新型的信息中转平台，在通信、实时监视、反恐、防御等军用和民用领域有巨大的应用前景。在平流层飞艇的设计和研究中，飞行仿真可以有效验证飞艇的动力学模型、制导律和飞行控制器，并检验飞艇飞行过程中的可操纵性和飞行稳定性。同时，实时仿真可以提高飞艇硬件开发质量，缩短研制周期。以上海交通大学自主研发的“致远一号”平流层演示验证飞艇为研究对象，搭建了飞艇的实时仿真平台，实现飞行仿真和实时仿真的统一。首先完成了基于Simulink的飞艇动力学建模，在此基础上，设计了制导律、飞行控制律和控制分配策略，实现了飞艇的全数字仿真；其次，利用Flightgear飞行模拟器为该数字仿真系统开发了三维视景显示子系统，并利用Matlab/GUI设计了图形用户界面来模拟地面操作平台，方便用户对仿真系统进行操纵；最后，根据仿真系统实时运行要求，使用Matlab/xPC target技术将实验室仿真机搭建成飞艇的实时仿真平台，进行实时仿真运行验证。仿真结果显示，飞艇能够稳定地完成飞行仿真任务，较为精确地跟踪目标飞行轨迹，从而验证了飞艇的动力学建模、制导律设计以及控制器和控制分配策略的有效性。三维视景系统直观地显示飞艇在仿真过程中的速度、姿态角等状态变化。仿真系统在实时仿真平台上运行表明，该仿真系统具有占用内存小，计算速度快的特点，可以满足硬件系统连接的实时性要求。仿真系统可以作为实际控制系统开发的仿真平台。