基于Vega的飞行视景仿真系统设计

在飞行视景仿真的仪表建模中,专用仪表设计软件或Vega的仪表工具存在开发成本、显示效果及系统扩展性等不足。鉴于此,研究了基于Multigen Creator/Vega的复杂飞行仪表模型的建模方法,介绍了飞行视景仿真系统的模块化结构及开发该系统所用到的关键技术。在所给出的关键技术中,详细介绍了如何设计及驱动Creator软件建立的仪表实体模型以及开发基于Vega的视景驱动程序,并给出了相关的程序代码。阐述了在三维场景中,如何实现飞行模型的运动及仪表模型各模块的精确显示。该系统可以比较真实的模拟交互式的飞行过程,提供了一个通用的仿真平台。     

面向飞行模拟的大气效果实时绘制技术

针对飞行模拟器视景仿真系统特点,提出了一种适用于大规模场景、基于物理的大气效果实时绘制方法。介绍了大气效果的基本概念、实时绘制的简化模型和GPU加速方法;修正了光照模型,使大气散射效果随高度而变化;使用开源视景仿真软件OSG,实现了大场景单散射大气效果的实时绘制。结果表明,基于物理的大气效果绘制,能增加飞行模拟视景仿真的真实感。     

飞行模拟器数字式电动操作负荷系统研究

飞行模拟器是用来模拟飞机飞行的系统,通常由模拟座舱、运动系统、操纵系统、视景系统、计算机系统及教员控制台等组成。操纵系统是飞行模拟器的重要组成部分,对于实现逼真的飞行模拟起着不可或缺的作用。本文简单介绍了数字式电动操纵负荷系统的基本组成、工作原理及模型分析。     

模拟飞行视景系统发展现状和趋势

模拟飞行视景系统是用来模拟座舱外部空中及地面的景象,它是模拟飞行中最重要的仿真系统之一。本文対视景系统的发展过程、发展现状进行了综合评述,并对视景系统的发展趋势进行了深入的分析和探讨,具有很强的参考价值。     

面向飞行模拟的大气效果实时绘制技术

针对飞行模拟器视景仿真系统特点,提出了一种适用于大规模场景、基于物理的大气效果实时绘制方法。介绍了大气效果的基本概念、实时绘制的简化模型和图形处理器(GPU)加速方法;修正了光照模型,使大气散射效果随高度而变化;使用开源视景仿真软件OSG(OpenSceneGraph),实现了大场景单散射大气效果的实时绘制。结果表明,基于物理的大气效果绘制,能增加飞行模拟视景仿真的真实感。     

人在环路模拟驾驶仿真实验系统研发

汽车是人机协同控制的复杂系统,基于NI PXIe8108实时控制器、PXI7842R数据采集卡、模拟驾驶输入设备及相关软硬件搭建了驾驶模拟仿真系统;用LabVIEW编程语言建立了车辆动力学模型;用虚拟引擎Unity3D软件开发了视景系统;并通过数据库技术使仿真过程与视景系统相结合,实现仿真过程与三维动画实时视景系统的数据交互。结果表明:通过人在环路模拟驾驶仿真实验,使仿真过程中引入了驾驶模拟操纵,实现了人在环路的人机交互式仿真,得到汽车相关性能仿真结果,为驾驶过程中人和汽车协同控制仿真和极端工况下的仿真,提供了一种安全、可靠的人车协同控制仿真环境。     

塔台模拟机微机版视景位的设计和实现

主要介绍了如何在微机上实现对窗外视景的实时仿真，我们创造性的提出了视景服务器和从视景位的概念，以从视景位来模拟单个通道，完成某个角度的场景的渲染；以视景服务器来模拟SGI工作站并协调各个从视景位的同步和通讯，重点介绍了视景服务器的设计和实现。     

基于HLA的航空兵场站飞行保障视景仿真系统设计

研究了应用HLA技术开发分布式交互仿真应用系统的方法,基于HLA开发工具Lab-Works、PRTI构建了航空兵场站飞行保障仿真系统的总体框架;利用建模工具MultiGen Creator、视景仿真工具Vega和VC 开发平台构建了航空兵场站飞行保障视景仿真系统,规划了视景仿真系统的各项功能单元,详细说明了视景仿真系统的工作流程与关键技术。     

非线性奇异摄动系统的二阶滑模控制

根据奇异摄动理论和变结构控制方法，将复杂非线性系统分解为不同时标的降阶子系统，并运用能有效消除抖振的二阶滑模次优控制算法设计各子系统的控制器，实现了不确定复杂系统的无抖振组合控制．利用奇异系统的特点，分别设计快慢子系统的二阶滑模控制器，最后得到了复合控制，实现了整个系统的控制．文中给出了整个系统的稳定性证明，仿真结果证明了所提方法的有效性．     

三通道立体投影轮机模拟器视景仿真系统

介绍三通道立体投影轮机模拟器视景仿真系统的硬件系统组成,分析三通道立体投影系统中虚拟现实软件系统的要素、立体透视图生成算法、三通道同步机制、图像拆分方法等技术,设计了包括船舶机舱漫游操纵系统和船机设备虚拟拆装系统的轮机模拟器视景仿真系统,并用一个系统实例实现了上述技术用途.     

航空无线电导航系统仿真研究

航空无线电导航系统的全数字仿真是飞行检验仿真的重要基础,也是通信系统综合仿真系统的重要组成部分。分析了航空无线电导航系统及其仿真的特点和Matlab/Simulink在建模仿真中的特点,以及它与高层体系结构HLA的兼容性方面所表现出的强大的可扩展性和可重用性的优点,说明了在通信系统综合仿真系统中,利用Matlab/Simulink对无线电导航系统进行建模仿真的可行性,并利用Matlab/Simulink软件对航空无线电导航系统的仿真进行了初步探讨,建立了米波仪表着陆系统的地面航向信标、天线分配网络、空间信号合成和机载接收分系统的Simulink模型,得出了正确的波形。提出了将仪表着陆系统的Simulink模型加入基于HLA的通信系统综合仿真系统联邦的解决方案。     

基于高层体系结构的探空火箭可视化仿真和协同设计系统框架设计

 探空火箭是临近空间实地探测的唯一探测工具和各学科空间科学实验的良好载体。利用探空火箭,可以进行中高层大气立体剖面探测、微重力科学实验、空间生物技术实验、星载有效载荷先期原理性飞行验证实验等,具有其他飞行器不可替代的优势和作用。发展探空火箭技术、构建探空火箭仿真系统将有力地推动探空火箭综合实验平台建设,促进中国空间科学发展。针对构建探空火箭可视化仿真和协同设计系统（VSCSSR）的需求,本文对探空火箭仿真的相关技术——视景仿真技术、分布式交互仿真及高层体系结构（HLA）进行了介绍,设计了系统的主要功能、软硬件结构和联邦成员的划分,给出了仿真系统的框架设计。     

薄板坯连铸连轧流程物流仿真系统的开发

开发了唐钢薄板坯连铸连轧流程物流仿真系统。该系统分为调度、炼钢、精炼、连铸、加热炉、连轧六个子系统，其中调度子系统负责仿真参数的初始化、计划的编制、实时调整等；其他子系统负责工序仿真、参数产生以及故障模拟生成等。所编软件能够较好地模拟实际生产流程，实现了整个生产线的合理衔接匹配；可以根据实际生产情况，进行计划的制定和实时调整，并实现了对常见故障及时、灵活的处理。     

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.     

基于开源软件的无人机飞行仿真

飞行控制算法设计和仿真是无人机研制的关键步骤。为了缩短无人机飞行控制算法设计周期和试验成本,本文对无人机纵向和侧向控制算法进行了设计,并基于开源软件开发了固定翼无人机可视化的飞行仿真系统,对飞行控制算法进行仿真实验。仿真结果显示,飞行仿真系统实时且直观,通过对飞行仿真试验数据的综合分析,验证了飞行控制算法的有效性,该飞行仿真系统可广泛应用于无人机飞行控制算法的仿真验证。     

企业物资需求预测神经网络专家系统

分析了我国多品种中小批量机械加工企业物资需求的特点和构成,将人工神经网络和专家系统有机地结合起来,设计并开发了一个辅助企业物资需求预测的人工神经网络专家系统.给出了实际应用例子,并对预测结果进行了分析.     

基于递阶监督的一类多模型自适应控制

针对包含多个子系统的复杂系统,在控制中若使整个系统及子系统的性能最优,常规的控制方法难以实现.在采用一类多模型方案后,提出一种递阶智能监督控制策略,利用模糊神经网络、模糊决策构成了递阶控制的组织级和协调级.经过对混合动力汽车(HEV)的多能源动力总成控制系统进行的仿真研究,表明了该方法的有效性.     

基于ROS的自主多旋翼飞行器视觉导航系统

 针对在GPS信号缺失的环境下多旋翼飞行器的定位和自主飞行问题,构建了一个基于视觉导航的多旋翼无人飞行器控制系统。采用目前流行的pixhawk飞行控制模块和单目视觉定位算法,基于机器人操作系统（ROS）构建了通信网络系统,并选用一个低功耗的机载主控计算机实时地在板运行该系统。测试结果表明,搭建的无人飞行器平台能实现较精确的视觉定位和自主飞行。     

低能见度条件下助航灯光视景仿真

针对目前飞行模拟机对不同气象条件下机场助航灯光模拟较为欠缺的现状,使用逐点计算法建立了基于飞行员视觉的排灯光照数学模型,实现了助航灯及其光学特性的仿真。在分析粒子系统实现原理的基础上,基于OpenGL提出了一种在大型场景漫游系统中实时动态模拟降雪的方法。给出了跑道II类运行模式下基于飞行员视觉的不同程度的助航灯光降雪场景。仿真试验显示,使用逐点计算法建立的排灯光照仿真模型,能够真实地模拟机场各类助航灯具的光学特性,较好地实现了助航灯光在不同程度下着陆、离港全过程的真实降雪视景仿真。整个系统运行稳定,实时性良好,场景形象逼真。