基于FlightGear的直升机可视化飞行仿真系统设计

飞行仿真是直升机控制系统研究中必不可少的一个环节.在VC6.0平台下建立了直升机非线性六自由度动力学模型,飞行控制律和飞行指令遥控台,使用串口使三者进行数据传输;同时借助FlightGear模拟器外部数据的输入/输出接口,将飞行仿真数据通过UDP网络传输,驱动FlightGear可视化引擎,实现飞行仿真中天气条件、飞行姿态和地理环境的三维可视化显示.飞行指令遥控台、飞行控制律、直升机动力学模型及视觉仿真软件这四者构成了一个完整的可视化仿真系统,实现对直升机的总体结构和飞行情况直观形象的显示,从飞机的姿态、位置、轨迹变化中发现存在的问题,对控制策略的设计验证和改善提供一定的帮助.     

平显信息配色绩效评价模拟系统的开发与研究

为研究动态飞行中外界环境色彩对平显显示信息的视觉影响,研制了一套平显信息配色绩效评价模拟系统。首先,采用IData软件对飞行导航平显界面进行建模,设置平显颜色字符块变量;其次,将建模生成的平显画面导入模拟飞行视景中进行飞行模拟测试,在模拟飞行过程中调用JSBSim模型对飞行操作数据进行动力学解算;最后,在测试过程中根据不同的飞行视景改变不同的平显字符块颜色进行模拟操作绩效的考察。模拟系统使用了OSG视景仿真软件包进行高逼真度视景仿真开发,大幅度降低了模拟系统的开发周期与难度。经过若干飞行员的模拟飞行试验,显示画面无抖动、无畸变,平显信息配色过程中无明显的视觉延迟,完全满足飞行员的测试需要。     

编队飞行防撞系统防撞模型研究

针对飞机编队飞行防撞系统的功能要求,采用时间碰撞威胁度和空间碰撞威胁度的方法建立了编队飞行碰撞威胁的探测模型,给出了基于机载防撞系统的编队飞行模拟测试系统的仿真方法和测试方案,并且进行了计算机仿真和测试.仿真结果表明,该编队飞机防撞模型能够为飞行员提供侵犯告警咨询信息和正确编队的位置指示.     

飞行仿真演示系统人机交互模块研究与开发

飞行仿真演示系统中人机交互模块分为模拟操纵手柄输入和三维动画显示两部分。为了在实验室现有软、硬件基础上开发实时、快速和模块化的演示系统，使用DirectX SDK做开发工具，以便直接访问底层硬件，充分利用硬件的优化性能。在模拟操纵手柄输入模块开发中使用DirectX的DirectInput组件，借助其与硬件类型及输入端口无关的特性，方便地实现手柄输入信号读取；在三维动画显示模块开发中使用DirectX Graphics组件提供的方法，根据飞行器模型实时运动状态量，对飞行器三维模型进行六个自由度的控制，以动画形式表现人工操纵的飞行器模型实时运动状态。通过这两个模块的开发，实现具有人机交互功能的飞行仿真演示系统。     

飞机发动机噪声数据沉浸式空间可听化扩展现实系统研究

本文设计了一种噪声数据空间可视化、可听化的模拟系统,用来实现对飞机飞行航迹的仿真、发动机部件噪声数据的预测以及噪声数据空间可视化和可听化。本文提出的模拟系统使用数据分析软件MATLAB计算获取飞机静态试车、航行期间发动机各部件产生的噪声声压级数据,同时使用软件中的三次样条插值函数处理初始数据,再使用傅里叶逆变换函数合成可播放的音频文件。系统使用Unity3D虚拟集成开发平台接收音频文件,编写脚本文件获取噪声音频信息,进行可视化仿真,使用3DMAX等建模软件搭建机场跑道、飞机发动机模型与实验环境,再使用UDP网络通信技术实现Unity3D和MATLAB两平台间的数据信息传递。通过对噪声数据的可视化、可听化仿真模拟,可以直观地对噪声场中的噪声数据进行观测,进而可在一定程度上协助对飞机发动机部件噪声数据的定性分析。     

飞行仿真中机动指令跟踪器的设计

计算机自动飞行仿真中,由基于飞机质点动力学模型的机动指令生成器生成三自由度控制指令;为了将指令运用于控制飞机六自由度全量模型,从而较好地实现指令控制飞行,需设计机动指令跟踪器。对机动指令跟踪器的设计原理进行了分析;并采用经典的根轨迹法对跟踪器进行了设计。仿真结果表明,该方法设计的指令跟踪器,对于航路飞行仿真可以获得良好的控制效果。     

飞机红外辐射特性建模与仿真

飞机红外辐射建模与仿真研究是综合自然环境仿真的重要分支,根据目标飞行状态建立红外辐射模型是当前仿真的需求.文中基于综合自然环境、空气动力学、传热学和发动机工作原理,建立了飞机在当前飞行状态下蒙皮及发动机尾喷管、羽流的红外辐射强度特性模型.在当前飞行状态为输入情况下,分析并计算了运动飞机的红外辐射特性,并通过仿真获到了飞...     

基于视景仿真的航炮弹道仿真系统研究

根据航炮多体系统动力学计算结果和二维弹道数值计算方法，运用虚拟仿真技术建立了一套可完成弹道解算、仿真及射击精度分析的可视化演示平台。平台的构建过程中探索了虚拟场景中空间数字模型和碰撞模型的构建方法，用以更简洁、高效的驱动特定虚拟场景进行仿真。此平台可以引入动力学计算的结果．较为真实的仿真航炮射击实验现场，并演示炮弹飞行轨迹及结果。     

Link11数据链性能仿真分析

随着电子信息技术飞速发展,联合作战已成为现代战争的主要作战形式,战术数据链作为C4ISR的基本组成部分,是一体化联合作战的“神经中枢”。战术数据Link11链路是一个保密、双向的数字通信系统,用于舰船、飞机和岸上装备之间高速的数字战术信息交换。对Link11数据链系统进行了分析,通过Link11数据链建立仿真模型,并分...     

一种无人攻击机航路飞行仿真方法设计

为了解决无人机任务仿真中,无人机飞行模型建立繁琐的问题,提出一种仿真无人攻击机沿规划航路点飞行的方法。该方法通过质点模型模拟算法,解算攻角和倾斜角,完成模拟飞机运动。构建仿真飞行的总体结构框架,分别设计飞行制导模块和飞行控制模块,并对飞行过程进行了仿真。仿真结果表明,该方法可以满足对无人机航迹跟踪建模的需要。     

基于陀螺稳定的机载光电转塔系统建模与仿真

机载光电转塔系统是一种多自由度高精度随动控制系统。能够快速随动、大范围跟踪、高精度对被探测区域目标进行搜索、捕获、跟踪和瞄准,为载机提供高精度和高分辨率的外部环境信息,用于态势感知和指挥决策。建立两轴两框机载光电转塔系统在方位和俯仰的陀螺稳定数学模型,及两者之间的耦合关系。搭建了机载光电转塔系统在方位和俯仰两个自由度的联合仿真模型,根据实际应用需求,在MATLAB仿真环境下对不同外部输入和模拟载机姿态变化扰动的环境进行了全系统联合仿真。对系统的仿真特性进行了分析,仿真结果表明,建立的全系统联合仿真模型合理,系统能够快速响应与稳定控制调节,具有较高的陀螺稳定随动控制精度。     

激光捷联惯导仿真系统的设计与实现

针对激光捷联惯性导航系统可靠性高,采用自然散热以及使用维护方便等优点,设计并实现了激光捷联惯导仿真系统。首先通过软件的动态协同算法,设计软件陀螺仪和软件加速度计,使其能够仿真真实激光陀螺仪和真实加速度计的姿态信息和线运动信息;然后仿真载体的飞行轨迹,并将飞行姿态及运动状态转换为软件陀螺仪和软件加速度计的输出;最后根据其输出信息与理想轨迹对应参数的对比进行性能分析。仿真结果表明,该系统不仅能够较好地模拟飞机的实际飞行状态,更能有效地检验激光捷联惯导算法的精确性和可靠性。     

大攻角下基于信息融合的攻角/侧滑角估计方法

攻角和侧滑角是飞控系统和导航系统的重要参数。针对高性能飞行器在大攻角飞行时攻角和侧滑角不能精确测量问题,引入飞行动力学模型,选取姿态、姿态角速率、气流角和速度等飞行参数作为状态向量,以惯性导航系统提供的姿态、姿态角速率、加速度组成观测向量,构建扩展卡尔曼滤波器,融飞行动力学模型求解和状态估计的过程为一体,实现攻角和侧滑角实时精确估计。利用X-Plane系统的飞行仿真数据对攻角/侧滑角估计方法的可行性和有效性进行了验证。仿真结果表明,该方法不仅具有较高的精度、良好的稳定性和鲁棒性,而且可提高大气数据系统的测量范围和可靠性,能够有效地适用于大攻角飞行环境下攻角和侧滑角的测量。     

民机自动飞行控制虚拟仿真实验设计与实现

围绕现代民航机务维修工程行业人才培养的需求,突出学科优势与专业特色,设计开发了民机自动飞行控制虚拟仿真实验。针对民机运行中典型的姿态、轨迹自动控制过程开展虚拟仿真实验,再现飞行真实场景,还原自动控制中姿态变化、飞行轨迹、运动参数、舵面偏转的动态过程,探究控制参数对自动控制性能的影响规律,实现抽象概念形象化、理论问题工程化、动态过程立体化、变化规律明晰化,有效解决民机自动飞行控制可视化实验难以开展、成本高昂的局限性,为电子信息工程专业的虚实结合教学实践体系提供了重要支撑和补充完善。     

基于Unity的无人机三维视景系统设计与实现

当前无人机显示系统主流多为二维显示,缺乏兼顾仿真训练使用和实际飞行使用的实时、逼真的三维态势显示软件,为实现无人机飞行过程中的实时位置、姿态信息、航线信息、飞行轨迹三维显示,满足无人机飞行过程的多视角三维显示,开发基于Unity三维引擎、计算机虚拟仿真技术的无人机三维视景系统,融以逼真的仿真模型,兼容虚、实相结合的应用模式,最大程度地贴近实际操作,提供真实的无人机飞行三维显示。该系统可以帮助用户提高无人机训练保障水平,优化现场指挥调度模式,营造逼真的虚拟环境,提升训练和观摩效果。     

惯性系统姿态误差精确诊断技术

通过研究提出采用对陀螺一倍频滤波器输出信号的检测可实时精确诊断姿态误差技术和实现途径,从而解决快速识别这种瞬间产生且随时间积累姿态误差慢变的过程。飞行使用结果表明,本文提出的诊断技术达到了预期的目的,具有极为广泛地使用价值和社会效益。     

基于ADS-B趋势信息的民航飞机跟踪算法

为了有效提高飞机的跟踪精度,获得准确的飞机监视信息,针对民航飞机运行 的特点以及ADS-B信息的特征,充分利用ADS-B趋势信息报告和当前统计模型的优点,提出了 一 种基于ADS-B趋势信息的当前统计模型改进算法。该算法能够将直线运动和转弯机动飞行中 的跟踪误差都稳定在60 m左右,证明了该算法适用于所有飞行阶段,提高了当前统计模 型跟踪算法的精度和适用性。     

基于虚拟仿真技术的飞机仪表故障演示系统设计与实现

飞机仪表系统是保障飞机安全的最关键的仪器,飞行员根据飞行仪表表示的数据,才能正确地做出判断。文中通过Labview的计算机软件设计实现了虚拟航空器仪表演示平台,其主要功能是可显示航空器的转向是否为协调转向,而转弯协调表也可作为姿态仪的辅助仪器,当飞机在行驶时,转向协调表也可指示相应的飞机转向速度,并显示对应的故障情况的解释、说明和解决方案,以便让飞行员快速分辨故障情况、迅速制定解决方案,规避风险。