飞行仿真中用的计算机成象技术

当前无论训练一个飞行员或设计一架飞机都要使用飞行模拟器,而飞行模拟器的首要关键是它的视景系统。本文对飞行模拟器采用过的二种方案,闭路电视方案与计算机成象方案,作了比较。然后对计算机成象技术的原理及其主要的技术作了介绍。     

GPS仿真模拟器程控计算机控制台设计与实现

为了给GPS仿真模拟器程控计算机操纵人员提供方便、快捷的操作体验以及实时、准确、直观和形象的飞行信息,文章依照GPS仿真模拟器程控计算机的操作特点和人机交互界面设计原则,设计并实现了GPS仿真模拟器程控计算机控制台;控制台以嵌入了GL Studio和Map X控件的LabWindows/CVI为主要开发平台,采用UDP协议进行实时通信;实验测试表明控制台的设计达到了系统指标要求,满足了GPS仿真模拟器程控计算机的功能性需求。     

无人机飞行控制系统模拟器设计

提出了一种基于工业控制计算机开发的某型无人机飞行控制系统模拟器设计;详细介绍了系统设计原理，给出了硬件构成方案、软件功能模块组成和程序流程图，最后分析了测试结果；该模拟器充分利用了当前计算机技术、自动控制技术、系统实时仿真技术和面向对象编程技术，具有功能强大、界面友好、操作灵活的特点。可用于无人机系统先期设计验证或后期测试维护；实际使用情况表明该系统性能良好，完全能够代替真实飞行控制系统进行实时仿真试验。     

基于OpenGL的飞行模拟器图形仪表设计

针对某型飞机飞行模拟器仪表仿真的特点,提出了一种在Windows平台上采用Visual C＋＋6.0开发基于OpenGL的图形仪表的方法,运用OpenGL纹理贴图技术实现了图形仪表的绘制。实际应用证明,该方法圆满完成了航空仪表的仿真,降低了飞行模拟器的整体研制费用,取得了良好的飞行训练效果。     

陆上惊魂——航空模拟器应用实例

不是跟你开玩笑,“911”恐怖事件中把世贸大楼撞倒的恐怖份子,竟然还是第一次驾驶真正的飞机。——这就是飞行人模拟器的魁力了。随着计算机的飞速发展,模拟技术也得到快速发展。过去培养一个飞行员要费九牛二虎之力;而现在,飞行员在飞行模拟器上做足够的练习以后,就可以直接骂驶飞机上航道。     

工程飞行模拟器的仿真平显

介绍了工程飞行模拟器仿真平显的组成原理、软件模块结构及技术特点。     

飞行模拟器联网训练系统

根据飞行员实际飞行训练需要,研制了导调控制分系统、战场环境分系统、外弹道解算分系统、计算机生成兵力分系统、指挥分系统以及音频分系统,并通过基于HLA的网络将上述分系统和经过联网改造的飞行模拟器分系统进行联网整合,构建了飞行模拟器联网训练系统,在本地实现了多机联合训练功能.     

飞行训练模拟器设计

介绍了飞行训练模拟器的基本组成和设计方法。采用CAN总线技术实现了飞行模拟器座舱系统,利用Di-rectSound技术实现了音响系统,选用Vega Prime、CTS和Creator开发了视景系统。应用实践证明,该模拟器性能稳定,操作、维护方便,能够适应部队模拟飞行训练的需要。     

某型舰载直升机飞行模拟器飞行仿真系统设计

对某型舰载直升机飞行模拟器飞行仿真系统进行了设计研究.给出了某型舰载直升机飞行模拟器飞行仿真系统的模型框架.定义了建模过程中所涉及的主要坐标系,研究与分析了与主旋翼相关的诱导速度、挥舞角、拉力、扭矩的计算方法,给出了舰载直升机部件气动建模思路.最后,结合舰载直升机数据,对直升机飞行模拟器飞行仿真系统对舰载机飞行员的操纵响应进行了仿真分析.设计的舰载直升机飞行模拟器飞行仿真系统已经成功应用到了某型舰载直升机飞行模拟器上,具有仿真度高、实时性好等特点,起到了良好的训练效果,得到了舰载直升机飞行教员和学员的认可.     

飞行模拟器发展中的关键技术

飞行模拟器是现代航空工业中必备的基础设备,它以飞行仿真为主体;文中简单介绍了飞行模拟器的基本组成和关键技术的发展,并着重介绍了飞行模拟器的核心飞行仿真系统的组成、建模和验证以及计算机系统和模拟器的性能测试评估系统,以及上述系统在飞行模拟器中所起的作用,最后给出了几项关键技术的发展趋势。     

Pilot Response in Flight and Simulated Flight

This paper describes an experiment in which an attempt was made to assess the value of two types of response, control activity and physiological activity, as indications of the effect on simulator fidelity of adding pitch motion cues. The investigation used a general-purpose research simulator and a two-seater Hunter T7 aircraft. The responses of nine experienced pilots were compared when, flying on instruments, they undertook the same flight plan under three different conditions. Namely:

flight in he Hunter T7 aircraft:

simulated flight in the simulator with pitch motion present;.

simulated flight in the same simulator without motion.     

飞行模拟机远程鉴定系统研究

为保证用于民航飞行人员培训的飞行模拟机持续满足训练要求,民航管理部门需定期安排飞行模拟机鉴定组专家至相关的训练中心进行模拟机的状态鉴定.随着飞行模拟机数量的不断增加以及全球化发展模式的不断推进,导致鉴定组专家常年在外奔波,异常疲劳.以5G、虚拟现实、数字孪生等新一代高新技术发展为基础,结合民航规章要求对飞行模拟机的鉴定测试项目进行分类,并针对飞行模拟机鉴定的每类测试项目开展远程鉴定的可行性分析以及鉴定手段的分析研究,尤其针对需鉴定组专家亲身感受的检查项目以协同使用多种技术手段,以客观数据为基础,探索实现飞行模拟机远程鉴定的新思路和新方法.通过分析研究,首次提出采用技术手段满足飞行模拟机远程鉴定的技术基础,未来将在改变飞行模拟机鉴定模式、解放人力资源、保证设备可靠性及经济性等方面具有重要的指导意义.     

一种航天器推进剂补加飞控模拟器设计

推进剂补加飞控模拟器是飞控中心用来验证推进补加程序和地面测控方案、训练操作人员的模拟仿真系统,为系统演练构造一个尽量逼真的任务环境;提出了一种用于推进剂在轨补加任务准备的飞控模拟器设计,详细介绍了系统结构和原理, 给出了系统信息流向、软件设计,最后对主要技术难点及解决措施进行了说明,该模拟器具有真实性高、通用性高及灵活性高的特点,可以实现对推进剂在轨补加过程的动态模拟,在我国首次推进剂补加任务准备中得到了充分的应用和验证,取得了较好的效果。     

基于DSP的数字航姿模拟器设计

航姿模拟器是在对机栽设备进行地面测试时用来仿真飞机航姿信号的专门设备。传统航姿模拟器通用性差、控制精度低且不易与自动测试系统（ATE）接口。为此设计了基于DSP的数字航姿模拟器。该模拟器能同时输出航向、横滚及俯仰信号，可与计算机接口或直接嵌入自动测试系统，具有跟踪速度快、精度高、控制简单等特点。该模拟器在某型机载雷达ATE中获得应用。     

教学飞行仿真模拟器的开发与应用

飞行模拟器在Windows环境下，用Vc＋＋和Open GL、Open GVS等软件开发工具，采用面向对象的程序设计方法实现仪表仿真、视景仿真、飞行方程仿真和控制台仿真的系统仿真功能。多功能飞行模拟器采用具有真实驾驶杆、油门杆、脚蹬和各种按钮开关的驾驶舱，以一台工控机为主控机外挂几台微机组成，通过网络协议完成实时信息传递，数据交换和条件设置。此设备既具有良好的人机交互功能，又可作为本科生演示和相关专业研究生的实验设备，也可以利用此平台进行仪表、视景等系统的继续开发工作，因此具有良好的可扩展性。     

基于DSP的数字航姿模拟器设计

航姿模拟器是在对机载设备进行地面测试时用来仿真飞机航姿信号的专门设备。传统航姿模拟器通用性差、控制精度低且不易与自动测试系统(ATE)接口。为此设计了基于DSP的数字航姿模拟器。该模拟器能同时输出航向、横滚及俯仰信号,可与计算机接口或直接嵌入自动测试系统,具有跟踪速度快、精度高、控制简单等特点。该模拟器在某型机载雷达ATE中获得应用。     

基于回波模拟器的CFOSAT散射计校飞模式定标研究

航空校飞是中法海洋卫星(Chinese-French Oceanic SATellite,CFOSAT)散射计发射前需要完成的一项重要实验内容,它可以检验星载散射计的各项功能和性能,获取有效数据,是保障散射计在轨正常工作的重要环节。在本次校飞实验中,利用了回波模拟器对散射计进行地面系统测试及定标验证,探索了一种利用回波模拟器对星载散射计进行系统测试定标的方法。运用该方法对CFOSAT星载散射计进行全系统地面测试以及定标实验。回波模拟器提供给散射计标准的、已知的回波信号,散射计处理该信号后,获取系统参数并得到定标常数。校飞的实验结果验证回波模拟器对星载散射计地面测试和定标方法的可行性和准确性。     

Design and realization of hybrid ACO-based PID and LuGre friction compensation controller for three degree-of-freedom high precision flight simulator

Three degree-of-freedom (3-DOF) high precision flight simulator is a type of key hardware-in-loop equipment in the fields of aeronautics and astronautics. The conventional Proportional–Integral–Derivative (PID) is a widely used industrial controller that uses a combination of proportional, integral and derivative action on the control error to form the output of the controller. It is well known that the undesired phenomena caused by friction can lead to overall flight simulator performance degradation or instability. This paper presents a novel kind of hybrid Ant Colony Optimization (ACO)-based PID and LuGre friction compensation controller for 3-DOF high precision flight simulator. On the basis of introduction of the basic principles of ACO, the controlling scheme design for the 3-DOF high precision flight simulator is presented. Based on the popular LuGre friction model, a novel nonlinear friction compensation controller for 3-DOF high precision flight simulator is also developed. The proposed Lyapunov function proves the robust global convergence of the tracking error. The parameters tuning of PID can be summed up as the typical continual spatial optimization problem, grid-based searching strategy is adopted in the improved ACO algorithm, and self-adaptive control strategy for the pheromone decay parameter is also adopted. Modularization design is adopted in the 3-DOF high precision flight simulator. This software can process the position and status signals, and display them on the friendly interface. Double buffer mechanism is adopted in the communication protocol between lower Industrial Personal Computer (IPC) and upper IPC. The series experimental results have verified the feasibility and effectiveness of the proposed hybrid ACO-based PID and LuGre friction compensation controller.     

基于二次稳定的仿真转台鲁棒控制器设计

针对摩擦力矩干扰,系统参数摄动等非线性扰动环节对仿真转台控制系统的影响,提出了基于二次稳定理论的仿真转台鲁棒控制器设计思想。分析了二次稳定理论的基本原理及设计方法,给出了某型飞行仿真转台基于二次稳定的状态反馈控制器和PID鲁棒控制器设计实例。仿真结果表明,基于二次稳定理论的控制器克服了摩擦力矩干扰以及转动惯量摄动对仿真转台的影响,实现了转台转角的精确控制,动态指标优越,满足了高精度飞行仿真转台系统的鲁棒控制要求。     

基于虚拟现实技术的飞行视景仿真

飞行视景仿真是飞行仿真的一个重要组成部分，它的视觉效果和逼真程度将直接影响整个飞行模拟器的逼真度。讨论了飞行视景系统的构成、视景的生成与显示，并介绍了几种开发视景系统的工具软件，重点讨论了虚拟现实技术在飞行视景仿真中的应用和关键技术。