直升机多机协同飞行训练模拟器低成本方案

针对当前单台直升机飞行训练模拟器研制成本很高、难以配置多台以实现多机协同飞行模拟训练的现状，从现有仿真技术水平出发，对降低模拟器成本并提高其模拟逼真度的技术途径和方法进行了研究，提出了一种以FLIGHTLAB软件为内核、突出低成本特征的直升机多机协同飞行训练模拟器设计方案。以该方案研制的飞行训练模拟器可以以较低的成本实现直升机多机协同飞行模拟训练，满足目前直升机部队对多机协同飞行模拟训练手段的急需。     

舰载直升机机舰配合过程仿真建模技术研究

基于用FLIGHTAB开发环境建立了直升机和舰艇之间的机舰配合系统仿真模型.按照相关要求开发了海面风场、甲板流场和舰船运动学系统仿真模型,编制了相关计算软件包,进行了机舰配合过程系统仿真的初步研究,并为舰载直升机训练模拟器配套了系统仿真软件.数学模型中包含直升机飞行动力学仿真模型、局部非定常舰面效应仿真模型、甲板流场仿真模型、海面紊流模型、舰船运动学数学仿真模型以及海面风场仿真模型,各模型定义在统一仿真空间内,实现了模型之间的时空无缝交联.基于上述仿真模型,开展了机舰动态配合仿真计算、舰面起降过程和包线分析计算,包括静态着舰过程及舰上操作仿真计算、机舰运动配合着舰等动态分析科目.该软件包已在舰载直升机综合任务训练模拟器上得到推广应用.     

多机编队飞行仿真系统中信息交互的设计与实现

信息交互是多级基于网络的分布式多机编队飞行仿真系统的关键之一。首先分析了编队飞行仿真系统的功能,给出了多机编队飞行仿真系统的网络设计方案,分析了信息交互需求和设计原则;提出了一种E-R-R(Ethernet-RTI/HLA-Reflected Memory)映射模式的信息交互实现方法;建立信息了交互模型,并给出了信息交互流程,实现了信息交互过程;最后在实际应用基础上给出了结论。     

多机多编队飞行仿真系统研究和设计

为实现多机多编队的飞行仿真,提出了多机多编队的飞行仿真系统设计方案。在对飞行仿真任务分析的基础上,设计了仿真系统的模块组成,并采用组件化设计实现了软件的模块化封装。以高层体系结构(high level architecture,HLA)作为框架设计实现了仿真系统管理及节点进程交互。通过仿真验证了系统可实现不同编队类型、飞机型号、飞行模式的仿真任务。利用该仿真系统可支持编队飞行性能、任务规划等各方面的研究。     

飞行模拟器综合航电显控子系统的设计与实现

讨论了基于PC及快速以太网总线的飞行仿真系统中综合航电显控子系统的设计与实现,主要探讨了此系统的系统的设计,软硬件配置,基于IData的显示界面开发流程等问题.显控仿真系统的设计是采用某型飞机飞行仿真系统的总线拓朴结构,与各个子系统交连起来,以达到综合显栽示、信息综合、综合控制、数据共享的目的,可完全替代实装进行模拟训练.     

新型驱护舰作战系统仿真设计与实现

仿真训练对于促进新装备战斗力的快速形成具有重要作用。针对新型驱护舰作战模拟训练的迫切需求,通过对仿真系统进行需求分析和概念建模,采用"通用加专用"的设计思想,解决了多型舰作战系统仿真兼容的问题,并设计了新型驱护舰作战系统仿真体系结构。分析了仿真系统的组成和功能,重点阐述了复杂电磁环境仿真、故障模拟等关键技术。系统实现了多型驱护舰的单舰和编队作战模拟训练,已在部队安装,训练效果良好。     

基于混合现实的新型轻量级飞行模拟器系统

编队训练和人-座舱的自然交互是研制飞行模拟器的关键技术问题.介绍了一套基于混合现实技术研制的具有虚实融合座舱视景的轻量级飞行模拟器系统.该系统的创新之一是使用基于多固定摄像机的虚实融合方法,采用2D四点纹理映射技术将多个摄像机摄取的座舱端交互区域的真实图像添加到虚拟座舱环境中.创新之二是可逼真地模拟真实的编队训练.系统初步试验结果表明,所研制的轻量级飞行模以器系统增强了学员对飞行座舱环境的真实理解,提高了人-座舱的自然交互能力,在编队多机科目训练方面具有突出的优势,是大型飞行模拟器的有效补充.     

基于VR的某型防空火控训练模拟系统的设计与实现

针对某型防空火控系统在训练中存在训练场地受限、空情保障困难,缺乏训练评估的有效手段等问题,基于虚拟现实技术设计了半实物模拟训练系统.该系统以OpenGVS、MultiGenCreator、DirectS0und、VC 6.0为开发工具,利用1:5万数字地图的DEM数据生成三雏场景;建立了空袭兵器和防空武器的三维模型;运用碰撞检测、粒子系统等技术,模拟了飞机、直升机.巡航导弹等空袭兵器、炮弹和防空导弹飞行、爆炸等声光效果,构建了一个逼真的虚拟战场环境;探讨了系统的主要数学模型和采用的关键技术;实现了想定编辑、空情导引,战场环境生成,单兵器模拟训练、协同模拟训练和训练成绩评估等功能.     

飞行模拟器协同训练网络互操作仿真

研究了模拟器协同训练网络和飞行模拟器系统的互操作构架和接口,用于飞机模拟器和商品货架飞行仿真软件的互操作.开发接口代理将不同协议、不同接口的飞行模拟仿真系统(如飞机模拟器、微软模拟飞行X、FlightGear)互联,实现分布式网络飞行模拟训练.将某型飞机飞行模拟器与MSFSX和FlightGear等飞行仿真系统互联演练,验证了提出的互操作构架、接口和代理机制的可行性,对推进构建模拟器协同训练网络具有重要意义.     

武装直升机火控系统仿真转台的控制系统设计研究

针对武装直升机火控系统的特点,设计研制了一种可用于对其仿真实验的三轴电动仿真转台。在介绍该转台主要性能指标的基础上,提出了武装直升机火控系统仿真测试转台的控制系统总体设计方案,对控制系统的软件设计进行了详尽描述,上位机采用了先进的VxD技术,上位机与下位机的通讯采用了双缓冲机制。含实物仿真实验表明,该仿真转台的整个控制系统具有很高的控制精度,功能完善,可维护性好,已完成了多种型号武装直升机火控系统的重大试验任务。     

武装直升机反坦克群攻击效能评估研究

概述了武装直升机反坦克综合火控系统的组成 ,着重讨论了武装直升机反坦克群武器系统效能评估模型 ,然后进行了仿真分析 ,为武装直升机反坦克群火控系统设计提供定量评价手段.     

基于LMI的直升机鲁棒飞行控制及仿真研究

研究了直升机在低速飞行时的鲁棒飞行控制器设计及直升机飞行控制系统的仿真验证问题，以ADS－33D水平1操纵品质要求为设计目标，通过选择适当的加权函数矩阵，采用基于线性不矩阵等式（LMI）的H∞控制器设计方法，设计了UH－60A直升机在低速飞行时的鲁棒控制器。仿真结果表明，所设计的直升升机飞控制的系统具有鲁棒性，达到给定的ADS－33D水平1操纵品质要求。     

基于MATLAB的直升机飞行控制系统建模与仿真

介绍了基于MATLAB6.5开发的某型直升机飞行控制系统仿真软件包,讲述了系统的各单元的数学模型及系统仿真的实现。在某型直升机飞行控制系统的设计过程中,本软件取得了较好的效果,对控制律的设计及验证发挥了较好的作用。     

一种飞行模拟器音响仿真系统的研究与实现

为了使飞行仿真更加逼近真实飞行，给飞行模拟器配置相应的音响系统是十分必要的。提出了一种基于波表合成技术的声音建模方法，和通常在频域建模或插值的方法相比，该方法具有处理速度快、计算简单、编程实现容易、能够方便处理大量声音样本等特点。给出了基于该方法的直升机座舱噪声环境仿真方案并设计实现了基于上述方案的数字音响仿真系统。实验证明，该系统能够较好的模拟直升机飞行过程中座舱内的声音环境从而提高了飞行模拟的逼真度。     

无人直升机发动机PID自适应控制系统

以某型无人直升机发动机为被控对象,设计了数字式发动机控制系统。介绍了该控制系统的结构、功能和软硬件实现,利用台架试车试验验证了发动机控制系统的可行性,采用PID自适应控制策略解决了试车试验中所发现的问题。利用PC104嵌入式计算机系统构建了发动机控制系统的半物理仿真平台,完成了半物理仿真试验。仿真结果表明发动机PID自适应控制器能够实现不同工况下的参数自动整定,满足无人直升机飞行控制要求。     

直升机旋翼系统仿真建模研究

以某型直升机飞行模拟器为背景,阐述了如何建立直升机旋翼系统的仿真数学模型.运用旋翼的空气动力学理论,分析了其中的技术要点,有针对性地讨论并设计了一种旋翼系统仿真模型的建模方法,其中根据直升机模拟器飞行动力学仿真的需要对旋翼系统模型进行了适当简化,降低了模型的复杂性.仿真结果表明该模型能够较逼真地模拟直升机的动态特性,实际应用效果验证了所述理论及方法的有效性.     

一种直升机工程模拟器的网络系统

针对直升机工程模拟器高度集成性和实时性需求,设计了一种直升机工程模拟器的网络通讯系统。实现了基于VxWorks的中心机的多处理机之间共享内存通信,关键节点之间反射内存通信,以及其他分节点之间以太网通信,重点研究了工程实践中多处理机、多网口、并行多任务、异构系统通信等关键问题的解决途径和方法。该异构网络通讯系统已成功应用于某直升机工程模拟器的开发。     

飞片起爆条件下聚能杆式侵彻体成型数值模拟

聚能杆式侵彻体主要用来对付新型防护装甲和混凝土工事、武装直升机和大型水面舰艇等目标。要获得比较理想的聚能杆式侵彻体，其设计的关键是药型罩材料、药型罩几何结构和爆轰波波形控制等。采用VESF起爆系统来控制爆轰波波形，通过调节VESF起爆系统参数，计算聚能杆式侵彻体成型，计算结果表明，采用VESF起爆系统能杆式侵彻体头部速度提高了21．7％，与实验结果相比，侵彻体头部速度误差为4．1％，侵彻体尾部速度误差为8.1％左右，形成的侵彻体形态相同，实验结果与教值计算基本一致。     

无人直升机欠驱动飞行控制系统设计与仿真

针对无人直升机欠驱动特性,采用多回路反馈方法设计飞行控制系统。为实现内回路的姿态解耦,探讨了对角矩阵法、模型逆及不完全状态反馈三种控制律的设计,并运用极点配置对不完全状态反馈方法进行了补充,提高了控制系统的动态响应特性。飞行轨迹的跟踪则通过外回路来实现。在MATLAB环境下建立了仿真模型,并验证了飞行控制系统设计的有效性。     

基于Creator的飞行视景三维模型数据库优化技术

根据飞行视景仿真中三维建模的特点和要求,利用Creator强大的可视化建模功能和模型数据库优化技术,从调整模型数据库层级结构、减少模型复杂度和减小模型文件尺寸等几个方面着手,创建飞行视景仿真中所必需的飞机/导弹、座舱仪表和地形等典型对象的三维模型,在模型的复杂度和逼真度之间进行平衡,通过某飞行模拟训练系统软件开发中三维模型优化前后运行性能参数的对比,表明了优化建模的必要性和该建模技术在普通PC平台上支持飞行视景实时仿真的可行性.