美国飞行力学与控制研究的近期动态

本文主要从美国宇航学会(AIAA)近期主办的几个学术会议:即1987年1月在美国里诺市召开的AIAA25届宇航科学年会、8月在美国蒙特雷联合召开的大气层飞行力学会、飞行模拟技术会,导航与控制会等会议上所进行的学术报告,作一些分类性的介绍。其中1月份的宇航科学年会是本人亲自参加过的,8月份的联合会则根据AIAA最近寄来的一些材料。这些会议的参加人员来自美、英、加、德、日、意、中、法、苏、印等国,所以实际上是国际性的。     

展望八十年代(续完)

联邦航空管理局(FAA)的作用 美国航空与宇宙航行协会(AIAA)飞行试验技术委员会(TC)主要关心的是FAA今后的组织机构和如何推动其工作的开展。区域先行(lead-region)的思想可能有助于改进适航性鉴定标准化。FAA在八十年代的计划是使飞行试验人员适应现代技术的发展。     

2015年中国仿真大会征文通知

中国系统仿真学会拟定于2015年7月下旬在哈尔滨召开2015年中国仿真大会。本次大会由中国系统仿真学会主办,空军哈尔滨飞行学院飞行仿真技术研究所承办。会议以"现代建模与仿真技术新进展"为主题。欢迎国内外仿真科学与技术领域的科技工作者及会员积极投稿。一、征文内容1、建模/仿真理论、方法与技术:     

2015年中国仿真大会征文通知

中国系统仿真学会拟定于2015年7月下旬在哈尔滨召开2015年中国仿真大会。本次大会由中国系统仿真学会主办,空军哈尔滨飞行学院飞行仿真技术研究所承办。会议以"现代建模与仿真技术新进展"为主题。欢迎国内外仿真科学与技术领域的科技工作者及会员积极投稿。一、征文内容     

2015年中国仿真大会征文通知

中国系统仿真学会拟定于2015年7月下旬在哈尔滨召开2015年中国仿真大会。本次大会由中国系统仿真学会主办,空军哈尔滨飞行学院飞行仿真技术研究所承办。会议以"现代建模与仿真技术新进展"为主题。欢迎国内外仿真科学与技术领域的科技工作者及会员积极投稿。一、征文内容1、建模/仿真理论、方法与技术:①仿真科学与技术的理论基础、方法学;②连续系统/离散事件系统/混合系统/智能系统的建模与仿真;     

载人登月训练模拟器综述

为了给中国未来载人登月任务训练仿真技术预研和模拟器研制方案论证提供借鉴参考,梳理了美和前苏联载人登月任务航天员训练概况、训练模拟器型谱及其应用情况.主要分析NASA航天员训练分类、训练阶段、主要的训练模拟器及其典型的训练情况,简要介绍了前苏联载人登月模拟器的类型.总结了得到的启示,最重要一点是:登月训练应该研制各种类型的训练模拟器,以丰富航天员模拟训练的手段,提高模拟训练的覆盖性.还对未来中国航天训练仿真技术前景进行了展望,包括新型虚拟现实技术因登月飞行和月面驻留任务及环境的特点而得到工程化应用;新型虚拟现实训练仿真技术体系的关键技术主要有自然和谐人机交互技术、真实感力学环境感知仿真技术、人类多感知(视觉、听觉、触觉等)仿真技术等;新型人机交互技术在模拟训练中的应用将更为自然与和谐;新型运动感仿真技术将在模拟训练中得到工程化应用.     

制导兵器鉴定试验中的仿真技术应用

常规兵器日益向制导化方向发展,由此带来一些新的技术特点,给制导兵器鉴定试验提出了试验经费、试验方法等多方面的新课题。论述了制导兵器鉴定试验方法需要采用仿真技术的必要性,以及飞行试验在制导兵器性能评定中存在的问题;介绍了仿真技术、数学仿真技术及半实物仿真技术的发展历史及其在制导兵器鉴定试验中的应用价值;阐述了国家靶场应用半实物仿真技术的对策和前景。     

微型飞行器实时飞行仿真系统的设计与实现

微型飞行器的实时飞行仿真技术在飞行器集群控制、任务分配以及军事指挥等方面有着广阔的应用前景.在研究视景仿真技术的基础上,首先基于Multigen Creator和Vega软件,建立多架微型飞行器的飞行视景仿真环境.然后采用C++技术开发了该飞行仿真系统与路径规划系统的实时数据传输接口,并为每架飞行器设置了独立的运动模型,来接收路径数据和实时调整飞行器的路径及飞行姿态,从而实现了飞行器的实时协同飞行仿真.     

动态飞行仿真系统高载荷训练研究

介绍了动态飞行仿真系统的总体设计，结合现代军机的高载荷（高G值），飞行特点，详细介绍了高载荷飞行仿真的当前状况，从飞行仿真技术原理方案和载人离心机原理方案出发，采用了实时飞行仿真技术，直接力矩控制技术和交流同步电机驱动主心机的伺服调速体制，实现了高载荷（高G值）模拟飞行训练。     

飞参数据地面处理仿真系统研究

飞参数据地面处理仿真系统研究是综合运用计算机仿真的原理和技术而做的飞行参数计算机模拟仿真系统。在仿真系统设计中提出了飞行参数仿真系统的结构、仿真系统内部的数据流程管理结构及其管理方法。仿真针对飞参数据提出了通用的译码算法和飞参数据二进制文件的处理方法及仿真误差的校验方法。     

我国石油化工仿真技术20年成就与发展

我国近20年石油化工仿真技术的发展和突出的成就体现在两个方面,第一方面是定量动态仿真技术的研究、开发和大规模工业应用,主要包括化工过程动态流程模拟系统,仿真培训系统软件平台和仿真器硬件,用于大学和专业学校工程实践教学的仿真系统,多功能仿真实验系统,以及仿真工厂.第二方面是定性仿真技术的研究开发与应用,主要包括基于符号有向图(SDG)定性建模和计算机推理"引擎"技术,基于SDG技术的危险与可操作性安全评价(HAZOP)软件平台,基于SDG定性仿真技术的辅助过程系统危险识别与诊断技术,石油化工安全技术仿真试验平台,基于SDG技术的自解释仿真器等.此外对石油化工仿真技术的今后发展和预测进行了探讨.     

多自由度飞行目标动态建模及其散射特性分析

以实现飞行动目标的高效建模技术为目标,并结合仿真计算和微动特征分析的技术要求,给出飞行动目标及其微动电磁散射特征分析的系统方法,实现了多自由度飞行目标的运动建模,形成完整的飞行动目标高效建模技术。以直升机飞行为例展示动态建模效果,主旋翼和尾翼转动时,由直升机雷达回波信号时频分析得到的微多普勒结果与理论分析相吻合。     

基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究

建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UML(Unified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。     

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。     

复杂产品开发的仿真技术

复杂产品不仅组成复杂和功能复杂,而且行为复杂。为了快速、高质量和低成本的开发复杂产品,在复杂产品开发的早期能有效、全面地考虑产品的使用行为、制造行为、维护行为和销毁行为的要求,仿真技术是必须的。系统地介绍了先进的产品开发理论与技术,给出了仿真技术应用于复杂产品开发的特点,分析了复杂产品开发的仿真技术应用现状,探讨了面向复杂产品开发的仿真支撑环境。     

基于神经网络的符号化飞行动作识别

飞行动作识别是飞行训练评估和空战智能决策等多项关键技术的基础, 实现飞行动作的快速高效识别具有重大意义。对此, 提出一种基于神经网络符号化模型的方法, 实现对基本飞行动作和复杂飞行动作高效识别。首先, 利用微分分割的思想对飞行参数进行切片处理, 然后通过卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)和长短期记忆(long-short term memory, LSTM)神经网络实现飞行动作的模块化处理, 有效代替了传统方法中对原始数据的逻辑推理。并且该方法可以利用基本飞行动作对飞行过程实现飞行数据分割, 具有良好的扩展性, 能够快速处理批量飞参数据。最后对13种基本飞行动作、两种复杂飞行动作和整段飞行数据进行仿真实验。仿真结果表明, 该方法具有良好的识别性能。     

飞机编队飞行保障系统的建模与仿真

采用先进建模仿真技术实现了非战时飞机编队飞行保障仿真系统。系统不仅能够建立飞机编队飞行保障过程模型,描述飞机编队飞行保障过程中的基本活动如飞行、故障发生、计划性维修及非计划维修;还能够按照各种事件的发生规律进行仿真,反映飞机编队在一段时间内累积飞行时间、定时维修及故障维修的情况。介绍了实际飞行保障过程,给出仿真模型描述,最后阐述了使用框图建模方法实现仿真系统的过程。     

巡飞器巡飞段动力学建模与仿真研究

动力学建模对于巡飞器的设计和仿真是至关重要的。与传统的飞行器相比,由于其飞行的速度比较慢和高度低、受外界的影响大,巡飞器的飞行动力学特性相当复杂。为了研究巡飞器的一些本质的动力学特性,选择巡飞器巡飞段分析,建立了巡飞段的巡飞段动力学模型。利用DATCOM与气动仿真对比得出数据,建立了空气动力学数据库。最后,在MATLAB/SIMULNK动力学仿真,仿真结果验证了该原理的可行性,为下一步的研究工作奠定了基础。     

现代建模与仿真技术发展中的几个焦点

半个多世纪来，建模与仿真技术在各类应用需求的牵引及有关学科技术的推动下，已经发展形成了较完整的专业技术体系，并迅速地发展为一项通用性、战略性技术。它与高性能计算(High Performance Computing)一起，正成为继理论研究和实验研究之后第三种认识、改造客观世界的重要手段。目前，建模与仿真技术正向“网络化、虚拟化、智能化、协同化、普适化”为特征的现代化方向发展。基于文章[1]及作者近期研究项目的研究成果，本文进一步讨论了现代建模与仿真技术的含义、技术体系及当前建模与仿真技术研究与应用中值得关注的几个焦点，包括基于现代网络技术的网络化建模仿真技术、综合自然环境的建模仿真技术、智能系统建模及智能仿真系统、复杂系统／开放复杂巨系统的建模仿真技术、虚拟样机工程技术、高性能计算机，普适仿真技术及关于建立建摸与仿真学科的讨论等，最后给出几点结论。     

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。