基于xPC和反射内存网的半实物仿真

为了实现仿真系统的快速原型化以及保证群设备间的强实时性通信问题,提出了基于"xPC目标+反射内存网"的解决方案.介绍了基于xPC目标的半实物仿真系统设计过程,解决了xPC目标环境下利用反射内存技术构建高速实时网络的关键技术问题,测试了单点xPC目标的实时性和多点xPC目标间的反射内存网实时性.在某末制导半实物仿真系统中的集成和试验,验证了基于"xPC目标+反射内存网"的半实物仿真系统的仿真实时性和仿真精度.     

仿真转台对半实物仿真系统性能的影响

飞行仿真转台在半实物仿真中发挥着越来越重要的作用。本文先对仿真转台进行了简单介绍,之后将转台的模型简化为一个二阶环节,搭建转台的Simulink模型,测试转台的动态特性,将转台的模型接入半实物仿真控制系统回路,对整个控制系统进行动态特性的测试,最后对比转台接入前后半实物仿真控制系统的时域特性和频域特性,分析转台对半实物仿真系统的影响。     

中空式电液伺服马达中摩擦力矩的动态补偿

针对大体积飞行器仿真试验时的重力偏载情况,设计制造了一种仿真转台用中空式电液伺服马达.对影响其超低速跟踪性能的摩擦力矩进行了分析,建立了大摩擦力矩条件下的中空马达数学模型.设计了一种基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制器.为验证该控制器的有效性,进行了不同输入下的数值仿真及试验研究.结果表明,与传统的PID控制相比,基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制能够更好地实现马达的低速性能.     

超低速高精度转台中摩擦力矩的动态补偿

该文分析了三轴飞行仿真转台的摩擦特性 ,并采用了一种新的摩擦模型(LuGre摩擦模型 )对转台中的摩擦力矩进行动态实时补偿。提高了转台精度 ,并为研制性能更优良的新型高精度转台提供了途径     

基于PMAC的转台运动控制系统开发

介绍了一种以DSP为核心的多轴运动控制器(PMAC)，提出一种基于PMAC的转台运动控制系统的方案，分析了控制系统的软、硬件结构和实现，基于Windows操作系统平台，利用面向对象的软件开发技术进行了软件开发，实际控制效果表明所提出的运动控制系统满足了转台实时运动控制的要求．     

基于MATLAB的转台模糊自适应控制器设计

针对转台液压伺服系统的特点,采用模糊自适应控制可以获得满意的控制性能.对所提出的转台模糊自适应控制器,采用MATLAB模糊逻辑工具箱与编程相结合的方法进行设计,编写了用于控制程序的模糊控制查询表通用计算程序.应用表明,这种方法简单、高效.实验结果证明,所设计的模糊自适应控制器有效地提高了转台控制精度.     

基于变论域模糊PID的航空转台控制系统研究

航空转台是进行地面仿真的关键设备,其控制系统的随动性对地面仿真结果有很大影响。围绕航空转台的控制结构和算法策略,提出使用粒子群优化算法迭代寻优以保证论域最佳的变论域模糊比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制策略。以MATLAB作为仿真环境,分析本文所提算法策略的优化效果,仿真结果表明该控制策略相较于常规PID的时间乘绝对误差积分准则(ITAE)指标有显著提升。搭建以可编程多轴运动控制卡(programmable multi-axes controller,PMAC)控制器为核心的航空转台实物测试系统进行算法验证,实验结果表明,基于变论域模糊 PID的航空转台控制系统可使航空转台的控制精度得以显著提升,超调量更小,调节时间更短,同时具备实用性,极大地提高了航空转台控制系统的随动性。     

基于变论域模糊PID的航空转台控制系统研究

航空转台是进行地面仿真的关键设备,其控制系统的随动性对地面仿真结果有很大影响。围绕航空转台的控制结构和算法策略,提出使用粒子群优化算法迭代寻优以保证论域最佳的变论域模糊比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制策略。以MATLAB作为仿真环境,分析本文所提算法策略的优化效果,仿真结果表明该控制策略相较于常规PID的时间乘绝对误差积分准则(ITAE)指标有显著提升。搭建以可编程多轴运动控制卡(programmable multi-axes controller,PMAC)控制器为核心的航空转台实物测试系统进行算法验证,实验结果表明,基于变论域模糊 PID的航空转台控制系统可使航空转台的控制精度得以显著提升,超调量更小,调节时间更短,同时具备实用性,极大地提高了航空转台控制系统的随动性。     

基于LuGre模型的电液伺服马达摩擦力矩补偿

针对大体积飞行器仿真试验时的重力偏载情况,设计并制造了一种仿真转台用中空式电液伺服马达。对影响其超低速跟踪性能的摩擦力矩进行了分析,建立了大摩擦力矩条件下的中空马达数学模型。设计了一种基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制器。为验证该控制器的有效性,进行了不同输入下的数值仿真及试验研究。结果表明与传统的PID控制相比,基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制能够更好地实现马达的低速性能。     

基于预设性能转台伺服系统的参数估计和自适应控制

针对含参数未知和非线性摩擦动态的转台伺服系统,提出了一种基于预设性能函数的参数估计和自适应控制方法.利用一种连续的摩擦模型表示转台伺服系统的摩擦动态,引入高阶神经网络对其进行逼近.通过构造一种滤波辅助变量获取参数估计误差信息,并将估计误差信息作为参数自适应律的遗漏因子,保证估计值能够快速收敛到真实值.为了提高转台伺服系统的瞬态响应和稳态性能,利用预设性能函数将原始系统的跟踪误差转换为一个新的误差动态,在此基础上设计自适应控制器,实现对期望轨迹的精确跟踪.仿真结果验证了本文所提算法的有效性.      

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.     

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。     

飞行模拟器运动平台的计算力矩控制

为提高飞行模拟器运动平台的运动精度,以一飞行模拟器的6自由度S tew art运动平台为模型,研究了提高并联运动平台精度的方法。在运动学分析的基础上,应用N ew-ton-Eu ler法建立S tew art平台的动力学模型。引入非线性反馈补偿,使得控制系统由一个内部非线性前馈环和一个外部反馈环组成。外部反馈环设计为比例微分(PD)控制方式,采用计算力矩控制方法对运动平台进行控制。仿真表明计算力矩控制可以使飞行模拟器运动平台的跟踪误差在较短的时间内收敛,并且误差趋近零。这种控制方法同样适用于其他类型的并联机构。     

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.     

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。     

微波着陆系统模型试验环境模型的实现

飞行检验仿真对实际飞行检验意义重大。根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,设计并建立了机场微波着陆系统基于缩比模型的激光模拟飞行检验半实物仿真系统。主要研究了微波着陆系统半实物仿真系统的环境模型的实现理论和技术,以及机场典型环境模型材料的制备技术。以某机场为原型,建立其模型试验系统,并给出了试验结果。试验结果表明：微波着陆系统模型试验系统可以模拟实际机场场地环境的对微波着陆系统的影响。     

一种新型大过载飞行模拟器运动仿真分析

提出一种新型的基于绳牵引并联机器人技术的飞行模拟器,针对其大过载机动特性进行仿真分析。首先根据绳牵引并联机器人理论,设计了9根绳牵引具有6自由度的运动平台;通过建立平台动力学模型,设计了对干扰项进行补偿的前馈PD控制率;其中前馈项主要确保动态过程中绳索处于张紧状态。进一步给出了系统控制稳定性分析;并以大过载机动和单自由度俯仰振荡运动为例进行了数值仿真。分析结果表明,在大过载机动情况,瞬时正加速度超过4 g,平台位置能够迅速衰减并稳定;基于绳拉力前馈,可以避免绳索松弛,能够满足飞行员过载训练;俯仰运动也具有较好的跟踪特性。研究成果可为进一步分析工作空间、动态特性及控制稳定性等奠定基础,为绳牵引并联支撑的飞行模拟器设计提供指导与依据。     

无人机飞行模拟仿真平台设计

为提高飞行控制算法的研发效率,降低研发成本,基于数字孪生技术设计一个无人机硬件在环飞行模拟仿真平台。从几何、物理和行为3个方面研究无人机数字模型构建方法,将物理实体以数字化方式呈现。设计一种多元融合场景建模法,依据属性相似归一原则进行建筑物划分,编制建模规则,研究曲面数量优化方法,在虚幻4引擎(unreal engine 4,UE4)中整合建筑物模型和高程图,创建真实地形地貌的三维可视化飞行场景。以四旋翼无人机F450为例,与飞行试验的对比结果表明,该平台满足了飞行模拟的实时性和稳定性要求,跟踪曲线误差小于2%,对后续控制算法优化和复杂应用场景试飞具有重要的应用价值。     

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。     

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.