航海模拟器中星空视景的建模与仿真

为了完善航海模拟器视景库,提高三维视景的逼真度,在视景系统中添加对星空天体运动的仿真.采用FK5星表数据进行数学建模,以航海模拟器中实时获取的系统时间和观测经纬度为参数,计算天体在第二赤道坐标系中的位置;根据球面天文学的知识,进行坐标转换,获得天体相对于观测者所在空间直角坐标系中的坐标;由太阳和月球间的相对位置决定月相,利用得到的计算结果进行星空视景的绘制,并将程序集成到航海模拟器视景系统中,实现场景漫游.仿真结果表明,该方法实现的星空视景符合航海模拟器的精度要求和虚拟场景中漫游的实时性要求.     

开发型车辆驾驶模拟器体感模拟技术研究

主要报道开发型车辆驾驶模拟器的体感模拟技术的机理，算法，评价及衩实施。根据“人－机”系统信息交换与控制的基本理论，分析了人体感知的机制，研究了体感刺激信息的模拟生成算法，建立了开发车辆驾驶模拟模拟器运动系统驱动软件的数学模型，编制民计算机仿真实施软件，并提出了体感模拟逼真度的仿真评价方法。     

飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制

为了改善基于力回路的飞行模拟器操纵负荷系统的力感模拟逼真度,分析了内回路跟踪性能对力感模拟逼真度的影响;在基于结构不变性原理抑制多余力的基础上,提出了比例结合前馈逆模型补偿的复合控制策略,在不影响内回路稳定性的前提下,该复合控制策略能有效拓展内回路的频宽.仿真结果显示,该复合控制策略提高了内回路的跟踪性能.在基于RT-LAB的快速原型控制实验平台上进行了半实物仿真实验,结果表明该控制策略可以明显改善内回路的跟踪性能,从而显著提高操纵负荷系统力感模拟的逼真度.     

ADSL驾驶模拟器动力学模型的改进与验证

为了提高ADSL驾驶模拟器逼真度,研究开发了新版转向系统模型、车轮模型、制动系统模型.转向系统模型为力输入模型并计算了系统的弹性;车轮模型考虑了气胎弹性、接地印迹块动力学和接触模型;制动系统模型采用制动力矩动静摩擦分离的计算方法;从而实现了左右转向车轮协调计算、轮胎力准确计算及stand-still(起步-停车)工况、制动到零速等精确工况的仿真.通过新版模型、2000年版模型的操纵稳定性工况的仿真结果与场地试验结果的对比,验证了模型的正确性,模型精度得到了提高.     

用于可穿戴智能移动设备的血氧饱和度检测方法

提出了一种用于可穿戴智能移动设备的血氧饱和度快速检测方法.该方法利用光电容积脉搏波中脉搏成分与噪声成分的不相关性,抑制噪声干扰,从而计算出血氧饱和度.通过利用血氧模拟器输出噪声条件下的低灌注脉搏波信号,对该方法进行验证.结果表明,该方法计算量小,具有较强的抗噪声能力,对噪声条件下的弱脉信号计算结果准确.     

基于6自由度平台的体感模拟算法研究

针对模拟驾驶器对动感逼真度和平台工作空间的需求,将基于洗出算法的体感模拟控制策略应用于6自由度并联式运动模拟器.首先对系统进行了整体设计及数学建模,然后通过分析人体感知机理,提出了基于加速度控制的体感模拟洗出算法;随后具体研究了模拟驾驶过程中可能存在的多种复杂工况及对应的加速度控制模式;最后,通过联合仿真与实验验证了所提出控制算法的可行性及控制效果,结果显示平台在有限运动范围内动感逼真度得到了显著提升.      

飞机起落架动力学建模及地面运动仿真

为足够真实地仿真飞机的地面运动,在不简化起落架结构形式和受力方式的基础上提出了一种适用于高时效性、高逼真度的起落架动力学建模方法.本文模型通过计算每个起落架的机轮触地点、缓冲器压缩行程和压缩速率、缓冲器受力及地面摩擦力,能得到所有起落架相对于飞机的力和力矩.将其与气动、发动机集成后,可模拟飞机任意状态下的地面运动.仿真结果表明:该起落架动力学模型可实现落震、转向、刹车等起落架基本功能,能有效反映飞机地面运动的真实特性.本文模型加载到带运动平台的飞行模拟器后,飞行模拟器可提供给飞行员逼真的起降感受.     

水陆坦克运动模拟洗出滤波算法设计

在水陆坦克运动模拟过程中,运动模拟平台有限的工作空间往往限制了运动模拟逼真度。针对上述现象,提出了一种坦克运动模拟洗出滤波算法,采用平台倾斜策略来模拟运动低频动感,采用高通滤波方法来获得高频运动动感。结合坦克的具体训练任务对此算法进行了详细的分析,揭示了算法参数调节对运动模拟器运动动感的影响。该算法通过离线测试显示了很好的实用性,它的提出对水陆坦克运动模拟器动感模拟性能的提高具有实践意义。     

飞行模拟器音效系统声源提取方法

飞行模拟器是训练飞行员的必须装备,音效系统作为飞行模拟器的重要组成部分,直接影响飞行仿真的逼真度和沉浸感.声源采集作为音效系统开发的第一步,已成为整个开发过程中最繁琐的一环.基于这一背景,寻求在低成本录音情况下高效的声源提取方法.提出基于短时傅里叶变换声源提取方法,指出其优缺点并通过实例来提取声源.针对其缺点,提出频谱建模合成技术,简述该技术的实现步骤和基本理论,指出该技术虽然实现声源的真正分离,可以直接用来提取声源,但理论复杂且很多实现步骤需要复杂的信号处理算法.因此,依据处理对象飞机发动机声音是谐音与噪声这一事实,提出简化的频谱建模合成技术并使用该技术从飞机发动机起动原始录音中提取出发动机起动生成的谐音与噪声,证明该方法的可行性.提出的声源提取方法不仅适用于飞行模拟器,还适用于其他各种模拟器音效系统的开发,有很大的工程应用价值.     

模拟器视景系统中太阳及镜头光晕的绘制

为解决现有航海模拟器视景系统中对太阳及镜头光晕的模拟不完善、无法显示太阳、不能控制太阳及镜头光晕效果等问题,提出基于OpenGL和Cg绘制太阳及镜头光晕的方法.讨论光晕分布、纹理及融合等技术,并引入光晕边界的概念,实现光晕的淡入淡出.采用光线投射方法判断太阳与其他物体的遮挡关系,解决了z缓冲区方法无法判断视见体外物体的可见性问题,并利用顶点着色器技术对该方法进行优化.结果显示,该法简单,易于实现,绘制效果真实,满足航海模拟器对视景系统的实时性和逼真度要求.     

Development of Cueing Algorithm Based on “Closed-Loop” Control for Flight Simulator Motion System

The classical washout algorithm had fixed gains and manually constructed filters, so that it led to poor adaptability. Furthermore, it lost the sustained acceleration cues of high-and mid-frequency in cross-over(tilt-coordination) channel, and the acceleration of cross-over frequency was also limited by angular velocity limiter, so the false cues in flight simulation process were clearly perceived by pilots. The paper studied the characteristics of the classical washout algorithm and flight simulator motion platform, tried to redesign the source of cross-over acceleration channel and translation acceleration channel, and transferred the part of cross-over acceleration that was unsimulated sustained acceleration to translation acceleration channel. Comparisons were mainly made between classical washout algorithm and revised algorithm in a longitudinal/pitch direction. The evaluation was based on the implementation of human vestibular perception system. The results demonstrated that the revised algorithm could significantly reduce the phase lag, and improved the spikes tracking performance. Furthermore, sensory angular velocity and the error of sensory acceleration were strictly controlled within the threshold of human perception system, and the displacement was a little broader than the classical washout algorithm. Therefore, it was proved that the new algorithm could diminish the filters parameters and heighten the self-adaptability for the washout algorithm. In addition, the magnitude of false cues was remarkably reduced during flight simulator, and the workspace utilization of the motion platform was developed by "closed-loop" control system.     

实时飞行仪表模拟训练器

研制了一个实时飞行仪表模拟训练器, 该模拟训练器基于通用仿真数学模型, 采用智能控制的方法和技术, 根据当前输出与知识库中预先录入的实际飞行数据的比较, 自动调节控制输入量, 使系统误差逐级减小. 设计和构建了杆、 舵标度变换的数学模型, 解决了机械操纵与仪表指示的协调性. 它可以模拟各类飞行器的仪表飞行, 具有通用性. 实验结果表明, 模拟器运行效率高、 数据准确、 实时性强, 能够提高飞行学员的杆、 舵向量感觉和杆、 舵协调能力以及仪表飞行能力, 满足飞行仪表模拟训练的要求.     

最小操纵速度飞行试验技术研究

概述了非对称推力情况下飞机的力学原理和产生的影响,通过学习GJB 185-86和CCAR25-7A相关条款,对最小操纵速度试验的相关概念、限制条件和要求进行了总结.结合实践知识和多个飞行员飞行后评述,总结了静态空中最小操纵速度、动态空中最小操纵速度和地面最小操纵速度飞行试验技术,并通过在BEECH飞机和B737-200模拟器上进行飞行体验验证了试验方法的正确性.     

基于运动试验平台的MOEA/D改进洗出算法仿真及试验

洗出算法参数的调整很大程度上影响其性能,针对目前经典洗出算法应用于飞行模拟器时参数调整的不足,提出一种基于MOEA/D多目标优化的改进洗出算法。将人体感知误差、洗出位移、模拟加速度误差作为优化目标,以运动空间为限制条件,采用基于分解的多目标优化算法对洗出算法参数进行同步寻优,并利用模糊隶属度函数得到最优解。为验证其有效性,建立飞行模拟器运动试验平台,将采用不同优化方法的洗出算法应用其中进行对比分析。仿真及试验结果表明,改进洗出算法归位反应时间最短,相位延迟降低3.5 s,稳定性提高30%,且修正了感觉峰值,优化了54.6%的工作空间,实现了模拟器在模拟极限运动时有足够的运动空间和更高的动感逼真度。     

双机空战效能评估的半实物仿真研究

简述了双机空战效能评估研究的重要意义 ,讨论了在实验室条件下 ,利用地面飞行模拟器进行双机空战效能评估的半实物仿真系统的组成和工作原理 ,着重研究了几个关键技术问题 :( 1 )双机空战仿真流程设计 ;( 2 )机载雷达目标发现概率计算 ;( 3)空 -空导弹可攻击区模型建立 ;( 4)空战结果评估与分析。     

不同时间压力条件下飞行学员的情绪稳定性对决策绩效的影响

为了提高飞行学员的决策绩效,探究飞行学员的情绪稳定性在不同时间压力条件下对其决策绩效的影响,采用Flight Simulator飞行软件和眼动仪,模拟不同时间压力下的进近着陆飞行场景,利用卡特尔16人格因素量表,测量飞行学员情绪稳定性对决策绩效的影响。实验结果表明：时间压力对飞行学员的决策绩效产生负向影响;飞行学员的情绪稳定性对其注视方式和决策绩效均有显著影响;飞行学员的平均注视时间在其情绪稳定性对决策绩效的影响中起完全中介作用,而其注视次数在情绪稳定性对决策绩效的影响中起部分中介作用。因此,通过提高飞行学员的情绪稳定性,进一步影响其学员的注视方式和决策绩效,从而可以提高飞行安全水平。     

飞行培训机构运营管理

飞行员是运输航空企业及通用航空企业的核心资产。通用航空的蓬勃发展对飞行员的数量有着急切的需求,但由于国内飞行员培训市场的发展相对滞后,造成通航飞行员相对短缺。从飞行培训机构运营管理的角度分析飞行培训机构的发展方向和特点,指出飞行培训机构必须完善运营体制,创新运行模式,才能为通航产业的发展源源不断地注入飞行人才。     

人机闭环仿真方法研究及应用

该文对人机闭环仿真方法进行了研究,建立了由飞机本体动力学模型、飞机气动力模型、飞机控制系统模型和驾驶员模型等子模块构成的仿真模型,并以起飞阶段单发停车的操稳特性评估为算例,分析了采用人机闭环仿真方法对飞机的操稳特性评估的基本流程。研究表明,人机闭环仿真可以有效揭示飞机的动态响应过程和驾驶员的操纵历程,具有快速和高效的特点,可以有效的降低操稳特性评估的时间成本和经济成本。     

基于HLA/KD-RTI飞行模拟训练系统的研究

随着军用仿真模拟器的发展和普及，如何利用现有的仿真资源，实现更复杂的仿真任务已成为当前急需要研究的问题。文章基于HLA分布式仿真技术的联邦开发过程，提出了一个多机种飞行模拟器互联形成一套完整的飞行模拟训练系统；同时，对实现该系统要解决的几个技术难点进行了详细地分析。