基于WPF的通用可配置式教员控制台软件引擎研发

教员控制台系统是飞行模拟器的总控制台,实现对模拟器整机的运行控制、实时状态监控等,是飞行模拟器的重要组成系统之一.根据不同用途的飞行模拟器应用特点,以及国内外主要飞行模拟器制造商的产品现状和技术特点,明确了教员控制台软件的功能需求,结合各种先进技术的发展,研发出了一套基于WPF(Windows Presentation Foundation)的通用可配置式教员控制台软件引擎,采用数据驱动的方式实现可编辑、可配置性,通过修改配置文件且不需要重新编译程序就能够在软件引擎的基础上快速地满足不同飞行模拟器对教员控制台软件的功能需求,缩短项目生产周期,节省人力物力,同时也便于项目后期维护.     

飞行模拟器教员控制台系统的设计与实现

教员控制台(IOS)是飞行模拟器的重要组成部分,是控制和监视飞行仿真过程的主体。根据多年飞行模拟器开发经验以及飞行模拟器通用规范的要求,建立了一套模块化的教员控制台系统。描述了教员控制台的组成、原理、分类和设计方案。重点阐述了教员控制台主要功能的实现,解决了模拟训练的智能评分、网络开关机及监控这两个难点问题。通过使用多种编程和图像开发工具以及网络技术和模型算法,使教员控制台具有人机交互界面友好、用户操作方便和功能强大等特点,在多台军用、民用飞行模拟器中得到应用,飞行模拟器飞行员和维护人员给予了充分的肯定,对提升整个飞行模拟器系统的性能起到重要的作用。     

一种基于VxWorks的飞行仿真实时管理系统

结合北京航空航天大学自动控制系开发的某大型工程飞行模拟器系统，介绍了一种基于嵌入式实时操作系统VxWorks和多处理机系统的仿真系统结构及其开发环境。首先介绍了VxWorks的特点。然后介绍了飞行仿真系统的总体结构及管理系统的主要功能。最后讨论了实时管理系统实现中的关键问题，包括多任务管理在不同开发环境下的实现以及分布式仿真系统的实时数据通讯等。     

航空喷雾飘移控制仿真器的设计

喷雾飘移是影响航空喷洒效果和造成环境污染的重要因素。在分析航空喷雾飘移影响因素的基础上,结合雾滴运动规律,提出了基于视景仿真的航空喷雾飘移控制仿真器设计方案。介绍了仿真器体系结构、基本功能、工作流程和关键技术,并建立了一个仿真系统。仿真结果显示,提出的方案合理,所设计的仿真器可作为一个模块,应用到人机交互-虚拟现实的模拟飞行喷雾系统中。     

基于dSPACE的微型核仿真验证系统

为验证微型核原理样机软/硬件实时性能,采用dSPACE实时仿真器建立以微型核为核心的实时仿真验证系统。针对搭建微型核实时仿真验证系统的要求,重点解决了如何用dSPACE仿真器模拟外部实时仿真环境,以及微型核CAN总线和dSPACE仿真器RS232串口之间数据转换的难题。在系统成功建立的基础上,进行了小卫星姿态控制全模式实时仿真,完成了对微型核实时软/硬件性能的测试。仿真结果证明了本仿真验证系统软/硬件结构的正确性。     

飞行仿真器方式控制面板的数字化设计与实现

飞行仿真器方式控制面板是自动飞行系统(AFS)的重要组成部分,提供由飞行员操作的各种开关、按钮以及参数选择。数字化实现的方式控制面板以图形界面的方式代替原来的按钮和旋钮,通过人-机界面提供相应的功能。用简易飞行摇杆替代座舱内的操纵机构,控制飞机的三个姿态角,从而改变飞机的飞行状态。采用Saitiek飞行操纵杆仿真真实的操纵杆、脚蹬和油门,实现飞行员对飞机的控制。     

空间站的实时仿真

实时、载人回路的仿真在NASA载人空间飞行计划中起着非常重要的作用,它可以在地面通过模拟的飞行环境对系统设计和整个系统性能作出评价.在航天飞机的各个开发阶段,直至投入运行很大程度要依靠仿真技术.经过16年计划的实施,在NASA Ly ndon B Johnson空间中心(JSC)工程部门中,用于支持航天飞机开发和运行的仿真设施已得到改进,它反映了计算机系统和仿真软件设计方面的最新技术.在1985年,JSC工程仿真设施系统工程仿真器得到了扩充,以支持与轨道飞行器有关的空间站设计活动,例如:轨道飞行器的对接方案,利用轨道飞行器远程操纵系统停靠空间站的方案.为了长期支持空间站计划,新的空间站的仿真开发工作目前正在顺利进行.本文介绍了工程部门中的两个仿真设施,即系统工程仿真器和航天飞机电子系统总体实验室;讨论了它们在航天飞机计划中的作用,特别是能够应用到空间站方面的那些功能;同时阐述了系统工程仿真器在空间站开发计划中的作用.最后,详尽地叙述了系统工程仿真器上正在开发的新的空间站仿真.     

基于Creator/Vega的战场飞行视景系统的实时仿真

战场飞行视景系统基于虚拟现实技术开发，有巨大的军事应用前景，可以实时仿真某一战场区域内的态势，具有真实、廉价、沉浸性强等特点。文中介绍了基于Creator／Vega的战场飞行视景系统实时仿真的关键技术与实现方法。该战场飞行视景系统由地面仿真场景和飞行平视显示仪模型构成，从空域对整个战场态势实时仿真，用户可根据屏幕正前方的模拟平视显示仪中数据的实时变化借助外部设备调整飞行姿态，完成某一具体任务。     

飞行仿真器综合火控仿真系统研究

随着现代航空火技术的飞速发展，新型综合火控系统的研制与一切迫切需求先进仿真技术的强有力支持。本文针对航空综合控系统仿真在任务与功能上的客观需求，基于虚拟样机的设计思想，进行了仿真系统体系结构的方案研究，分析了其中所涉及到的若干关键技术，并给出了飞行仿真器控仿真系统在一个综合仿真系统中的应用实现。     

基于柔性总线的嵌入系统虚拟平台研究及实现

针对嵌入系统设计过程中普遍存在系统级仿真支持不够、硬件描述手段缺乏、仿真系统可移植性差等问题,提出并实现了一种基于柔性总线的嵌入系统虚拟平台。通过引入柔性总线设计概念,实现嵌入系统底层架构的柔化,在此基础上建立软/硬件协同设计及仿真集成环境和实时并发仿真控制台。平台采用面向实现模型的仿真机制,可迁移应用于不同设计抽象层次。     

景像匹配导航系统全局仿真技术研究

提出了开展“景像匹配导航系统全局仿真技术研究”的四个重要环节,即纯计算机仿真、半实物仿真、飞行实验仿真和系统评估仿真,并详细介绍了北航“地形匹配/景像匹配-211工程重点实验室”以此为基础开发的五种仿真平台,为景像匹配导航系统的全局仿真研究提供了一个总体框架。     

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。     

面向图形对象的系统仿真（VSS）方法

介绍了一种Ｗｉｎｄｏｗｓ下的面向图形对象的控制系统仿真（ＶＳＳ）的方法,它是一种面向图形对象和算法对象连接的仿真方法,可以大大减小控制系统仿真中的工作量,并使用户对于仿真过程的了解通过图形的透视而更直观和具有透明性。尤其对于开发大型的仿真训练模拟器,如电站仿真器等,可以大大减少图形制作和算法计算的工作量,其意义和经济效益是巨大的。同样,ＶＳＳ也可以应用到实时工业控制系统中去     

不同信息透明度的非线性再制造供应链动态行为

在APIOBPCS(Automatic Pipeline,Inventory and Order Based Production Control System)订货系统基础上,建立具有非线性约束再制造过程的闭环供应链系统,根据对再制造信息不同程度的掌握将系统分为类、类、类三种类型,信息透明度依次增强。应用控制论和系统仿真方法,在输入需求信息分别是阶跃信号和随机信号的情况下研究再制造提前期、回收比例和最大回收能力的变化对系统动态行为的影响;并对具有不同信息透明度的闭环供应链模型的动态行为进行对比分析。研究结果表明,三类系统的动态行为在非线性条件和线性条件下有显著的区别,非线性约束导致系统产生更大的波动和更高的牛鞭效应值。而且系统的动态性能并不一定随着信息透明度的增强而增强,信息透明度最强的类系统并不严格优于其他两类系统。在不同的参数取值下,三类系统各有优劣。     

飞行仿真系统RDFSS的实现方法

介绍了飞行指挥实时动态真实感模拟系统（ＲＤＦＳＳ）的整体结构设计思想及实现方法,研究了ＲＤＦＳＳ系统飞行器械的造型、飞行背景及目标拦截模拟方法,简要阐述了我们在研究适合于飞行模拟时所提出的一些新思想、新算法。此系统已在ＳＧＩ工作站上实现,达到了较为真实和实时的良好效果。     

基于DCS的控制系统仿真方法

基于DCS（Distributed Control System-集散控制系统）的控制系统仿真方法是测试控制系统的实施正确性、操作可靠性、操作等效性及DCS资源占用等性能的有效手段，通过这种方法可以缩短新型控制系统的开发周期，减少新型控制系统试投用期的风险。本文对基于DCS的控制系统仿真方法的必要性、特点进行了分析与讨论，并提出了基于DCS的仿真控制系统的架构和分类。一个应用实例验证了基于DCS的控制系统仿真方法的有效性。     

基于DEVS的BOM组件与仿真引擎研究

在组件化建模与仿真领域内,基于BOM规范的KD-XSRFrame组件建模与仿真框架得到了广泛的应用,但是以离散时间仿真为手段的设计模式使得由BOM组件构成的仿真系统性能不高。因此,如何提高运行效率成为基于BOM的组件式建模与仿真必须解决的问题。根据现有组件系统的不足,引入离散事件的概念重新设计了BOM组件模型和仿真引擎,提出了基于离散事件系统规范的BOM组件建模框架,实现了以事件为中心的仿真引擎。测试结果表明该系统能有效地减少模型调用和引擎工作的开销,显著地提升了整个仿真系统的运行性能。

Abstract：

In the field of MS of Component, the modeling and simulation framework based-on Basic Object Model （BOM） named KD-XSRFrame has been used widely, but its performance is inefficient for the design basis of discrete time. And the key issue in BOM component MS is how to improve the performance of simulation application. The deficiencies of legacy system was profoundly discussed, the BOM component and its engine were reengineered by using the concept of discrete event, a new modeling framework of BOM base-on Discrete Event System Specification was put forward, and a new engine was designed which focused on events. The experiment shows that the BOM component and engine of discrete event can sharply decrease the spending of model function calling and time advancing, and greatly improves the performance of simulation application system.     

基于仿真的武器装备体系作战能力评估研究

武器装备体系作战能力评估问题是当前武器装备体系研究中亟待研究的重大课题。分析了国内外相关领域的发展现状,结合实际,基于仿真,以军事需求、功能分析、指标建立、建模、仿真系统设计为流程,在考虑了作战样式和作战环境情况下,利用仿真手段,研究并提出装备体系的作战能力评估方法。     

基于地理信息系统的虚拟战场态势显示

以分布交互仿真中的虚拟战场态势显示为需求背景，基于地理信息系统(GIS)的理论和相应的软件工具，在虚拟战场态势显示中引入GIS技术，实现了基于GIS的虚拟战场态势二维与三维、静态与动态的显示，以及战场数据的添加与查询，计算机生成兵力的初始化及实时驱动、飞机地形高程匹配飞行的三维仿真。开发了一个具有统一集成环境、二维与三维态势显示相对应等特点的原型系统。 并介绍了其组成、功能和特点。