台式飞行仿真模拟器的设计与实现

为提高培养飞行员的效率和质量,节约训练成本,从整体上设计并实现了一种实时、面向网络的台式飞行仿真模拟器。该模拟器采用数据驱动方式并通过使用稳定系数方法单独设计了一种适用的空气动力数学模型,采用面向对象的程序设计方法实现仪表、三维场景、飞行方程和教员台仿真的系统仿真功能。采用仿真驾驶杆、油门杆、方向舵和基于光传感的六自由度头部跟踪系统,由单台计算机实现飞行动力学模型计算、图形图像处理、实时数据传递和飞行条件设置。实践证明,该多功能台式飞行仿真模拟器具有良好的人机交互功能,在通用性、实时性以及仿真度等方面基本符合要求,在实行飞行训练中,降低了人力、物力等保障的投入,减少了燃料等物质的开销。有效地节约训练成本,提高了训练的效率和质量。     

一种高精度飞行仿真模拟器的软件设计

根据飞行仿真模拟器开发设计的特点，提出了一种高精度飞行仿真模拟器的总体实现及软件设计方案．该模拟器控制系统整体结构采用三闭环控制，控制机软件采用了RTKemal多任务协调机制，仿真机软件采用了Windows VxD开发技术，控制机和仿真机之间的通信通过高速串口的状态机机制进行，并已付诸应用。     

基于CAN总线的飞行模拟器仪表仿真系统设计

阐述了飞行模拟器仪表仿真系统的功能、作用.介绍了基于CAN总线的飞行模拟器仪表仿真系统的性能特点、总体结构和设计方法.实践证明,该系统扩展灵活,具有通用性和实用性等特点.     

基于VxWorks的PowerPC实时系统在模拟器研制中的应用

飞行模拟器是一个实时性要求很高、交流的信息量很大、精度要求较高的实时仿真控制系统,要求主仿真计算机计算能力强,实时、稳定且易于扩展。本文作者参与研制的某型飞机飞行模拟器,成功地应用了PowerPC多CPU系统+VxWorks实时操作系统平台,证明基于这种平台的主仿真系统具有分布式处理、并行计算、多线程、开放性、可扩展性、实时性等工程特点,完全能够满足飞行模拟器对主仿真系统的要求。     

基于时序建模的仿真系统精度检测方法

系统仿真实验可以用来测试武器系统的性能,为了使得仿真测试正确可靠,需要对仿真的精度进行检测,时间序列建模分析是可行的方法。本文针对飞行模拟器仿真系统进行仿真系统的精度检测,首先对飞行模拟器输入与实际飞行系统相同的控制参数,比较两系统的输出飞行参数值,得到误差序列,然后对误差序列进行时间序列建模,来检测仿真系统的精度并进行稳定性检验。实验表明该方法能够有效判断仿真系统是否符合精度要求。     

大气数据模拟器设计研究

基于某型无人机飞行控制系统仿真实验的要求,设计了一种可用于半物理仿真的大气数据模拟嚣,详细阐述了模拟器的实现方案和具体功能.针对气压控制回路的延时特性,采用了复合控制方式,使系统带宽达到飞行仿真系统的要求.仿真结果表明:该大气数据模拟器具动态性能好,稳态精度高,能很好地用于无人机飞行控制系统的半实物仿真.     

直升机飞行模拟器中自动过渡仿真方法研究

直升机飞行模拟器根据任务需求需要仿真自动过渡过程。研究了自动过渡过程特定,并建立了高度自动过渡、速度自动过渡数学模型。针对模拟器特点,设计了模拟器中自动过渡的仿真结构图。利用直升机六自由度非线性模型对自动过渡过程进行了仿真,结果表明该方法能够实现直升机模拟器中自动过渡仿真功能任务需求。     

飞行仿真电液伺服转台功能模拟器设计研究

介绍了一种用于飞行仿真的电液伺服转台功能模拟器的实现方案，着重论述了电液伺服转台的模型原理、功能模拟器的硬件结构及软件设计，该功能模拟器系统主要由工控机和信号接口箱两部分组成，配有多功能卡的工控机是功能模拟器的核心，它主要完成电液伺服转台特性数字模型的解算，并可模拟光电轴角编码器、测速机等反馈信号；信号接口箱主要用来转接外部信号以及模拟油源的液位、压力、球阀及油泵状态，仿真实验证明本设计的功能模拟器状态跟踪误差很小，功能齐全，操作方便，通用性好，完全可以替代实际的电液伺服转台进行控制系统开发，从而极大地提高了研制效率。     

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。     

探究飞行模拟器飞行仿真系统集成方法

为了找到一种软、硬件交互的大型复杂系统的集成优化的方法,根据设计的某型飞机飞行训练模拟器飞行仿真系统,对飞行仿真系统的集成进行细致的讨论。最后,通过试验检验这种集成方法是否够先进合理和是否具有时效性。     

转台控制器实时性能的半物理仿真方法

针对转台控制器实时性能难以进行理论估算的问题,运用虚拟转台概念,利用MATLAB中RTW工具包支持的xPC目标构建了转台控制器的半实物仿真系统,在PC机上实现了转台控制器实时性能的半实物仿真.实验结果表明,基于xPC的转台控制器实时性能的半实物仿真方法可以方便地给出控制器的实时性能指标,同时也为基于PC的转台控制器软、硬件快速开发提供途径.     

基于模糊评判法的飞行模拟器逼真度评估

对某型飞行模拟器的逼真度进行了评估.根据该型模拟器的组成结构,分析了影响该型模拟器逼真度的主要因素,以6名飞行员的问卷调查结果为依据,确定了各主要因素的权重值系数及逼真度,应用模糊数学综合评价法的基本原理,计算出该型模拟器的逼真度.计算出的结果与受训人员的评价较为一致,对该型模拟器的效费分析具有一定的意义.     

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.     

B737NG模拟机操纵负荷模型

精确地模拟飞行员在操作飞机探纵装置时所感觉到的力,对于实现逼真的飞行模拟极其重要.加拿大Mechtronix的B737NG型D级全任务飞行模拟机,选用了Fokker公司的Ecol 8000系电动操纵负荷系统.了解该系统操纵负荷模型的原理、架构,对运行、维护、改造、设计飞行模拟机/训练器中的操纵系统具有现实意义.     

Z字形飞机建模与半实物仿真研究

为了提高无人机飞行品质,研究无人机控制的半实物仿真应用,形成一套通用的无人机飞行控制律设计与半实物仿真方法,针对气动特性较为复杂的Z字形飞机进行了研究。Z字形飞机机翼可向机身方向折叠,便于存放和运输。根据Z字形飞机外形参数,求得气动数据,并在此基础上利用小扰动线性化原理建立纵向线性模型,通过加入干扰脉冲方式研究模型纵向静稳定性,选取各环节传递函数,建立俯仰控制回路,调整PID参数,设计纵向控制律,分别使用Simulink和半实物仿真器进行仿真。仿真结果表明,无人机具有较好的静稳定性,PID控制参数选择合理,系统超调量较小,调节时间较短,可以提升无人机飞行品质,半实物仿真可以更真实、直观地反映无人机姿态,所用建模与仿真方法可应用到其他固定翼无人机,具有一定的通用性。     

飞行模拟器电动式操纵负荷系统控制策略

操纵系统的控制策略是力伺服系统加载的关键技术。以电动式力伺服系统为加载方式的飞行模拟器操纵负荷系统,采用上位机力闲环PID控制、电流环PI控制与多余力矩补偿相结合的策略实施控制。仿真结果显示：分别加入力闭环和电流环控制后,系统的超调量减小,跟随性能较好;采用角速度力矩补偿法,系统多余力矩下降了90％。实际控制效果进一步表明,双环与力矩补偿相结合的复合控制策略可有效减小系统多余力矩,控制稳态误差。该研究可为构造操纵飞行模拟器负荷系统样机提供理论依据。     

台式飞行训练模拟器的视景仿真技术

为解决台式飞行训练模拟器的视景仿真问题,以真实地形仿真为基础,通过构造飞行仿真模型,利用二维图片视景展示、三屏同步和粒子爆炸效果等多重技术进行视景仿真.实践证明,该视景仿真技术能较好地再现飞行环境,与传统视景仿真方法相比,运行效率高、实时同步性好、模拟程度高,可满足飞行模拟训练的需要.