无人直升机串级LADRC控制器设计及其视景仿真实现

针对无人直升机控制器严重非线性、强耦合的控制问题,该文基于亚拓600系列无人直升机动力学模型,设计一种改进的二阶线性自抗扰控制器。先将跟踪微分器添加到线性扩张状态观测器中,并估计影响输出结果的干扰;其次改进控制器结构与反馈补偿系数,同时针对传统仿真系统难以适应飞行控制器仿真需要的问题,完成对包括飞行控制器、视景平台的升级改进,并针对飞行控制器和视景仿真平台之间的通信交互机制进行了详细设计,使之完全等效于实际飞行场景。仿真结果表明,该系统飞行控制模块能够快速响应所输入的指令,并能够按设定的角度位置进行飞行,三维视景中直观显示所设计的控制器对于无人直升机的姿态位置有较好的控制效果。     

基于VegaPrime的多通道视景仿真技术

视觉通道是视景仿真中最重要的人机交互方式,多通道技术能够给用户带来更强的"沉浸感"和更广阔的视野范围.介绍了利用Vega Prime的多重处理模式配置双核处理器系统的方法和多通道视锥配置方式.分析了Vega Prime中分布式渲染(DR)模块的实现原理,给出了Vega Prime编程实现三通道视景仿真的具体方法.用3台计算机,实现了三通道视景仿真系统,实验结果表明,该方法具有一定的通用性,能够增强视景仿真的"沉浸感".     

GL Studio在武器系统仿真模拟中的应用

根据某型机载导弹视景仿真需求为背景,提出了设计思想,确定了仿真系统结构,并给出了使用软件GL Studio实现仿真过程,结合视景仿真建模理论和相关辅助软件,实现了飞行视景及座舱显示仿真系统的建模开发。经过实际仿真测试,已完成的部分飞机飞行视景及座舱显示仿真系统工作稳定,性能可靠,能适应系统仿真平台当前的各种技术参数要求。     

空战三维视景仿真设计与实现

针对空对空作战仿真过程直观化以及仿真结果更有利于分析的需求,建立了一个具有沉浸感和交互作用能力的空战三维视景仿真环境.首先,利用建模软件Creator进行了飞机、导弹的三维实体模型和作战场景建模.然后,在空战飞行仿真系统之上,基于Vega Prime平台构建仿真环境的三维视景子系统,实时动态再现空战飞行和打击的全过程,重点研究了实现空战视景仿真的几项关键技术和实现方法,包括飞机舱内视点下的平显系统显示;基于MFC开发视景子系统的程序驱动过程;基于粒子系统的战场环境特效处理技术;以及从舱内以及舱外不同方位进行观察的视点变换.最后给出了空战视景仿真的实施效果,结果表明该系统较好地满足了空战虚拟战场三维演示的需求.     

基于OGRE的飞行器实时视景软件的设计与实现

针对飞行器实时仿真和三维视景显示的需求,设计并开发了飞行器实时视景仿真软件。仿真软件以OGRE图形引擎为基础,结合3DS MAX建模软件进行三维机体模型创建,利用基于MFC库和OGRE图形引擎开发的场景编辑工具实现场景生成,利用UDP协议与d SPACE主控计算机进行通信,为视景显示提供实时数据驱动。仿真软件由基础环境部分、基础开发模块、场景编辑工具和视景应用软件4大部分构成,可以实现飞行器飞行全过程的实时视景展示。仿真结果表明,视景仿真软件可以逼真地模拟飞行器飞行场景,能够实时地进行画面模拟和数据监视,具有广阔的应用前景。     

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.     

基于Linux的小型无人直升机实时仿真系统构建

小型无人直升机是一个极具挑战性的多学科交叉前沿性研究课题.这里重点介绍基于Linux的小型直升机仿真系统的构建过程及其相关软件实现.首先对小型直升仿真系统的整体架构进行详细的说明.然后基于Linux平台对仿真系统的几个主要程序模块代码进行编写,利用FLTK图形界面库和Mesa/0penGL实现了小型直升机实时3D飞行状态显示和状态控制面板,可视化仿真及实时运动特性再现的过程.仿真系统的运行结果表明,仿真系统具有独特的优势和很好的开发前景.在今后对小型无人直升机的自主飞行研究当中,可以起到很好的辅助作用.整个仿真系统以模块化实现.具有良好的移植性,便于今后对系统进行功能补充.     

旋翼型无人直升机非线性飞行动力学模型与实验研究北大核心CSCD

以转旋型无人直升机为研究对象,文中对其飞行动力学进行了数学建模,针对主尾桨、旋翼、机身、垂尾以及平尾创建气动力学模型,根据各部件力矩及气动力,通过微分方程模拟运算机体运动姿态,实现对旋翼型无人直升机非线性飞行动力学模型的创建。把飞行控制系统、遥控遥测软件、后台模型解算、前台仿真控制台集成为一个完整的闭环系统,降低仿真系统复杂性,提高仿真有效性。在进行旋翼型无人直升机起飞、航路飞行、着陆仿真试验时,旋翼型无人直升机在飞行过程中侧偏较小,实际飞行航线基本覆盖给定航路。这表明该文对旋翼型无人直升机非线性动力模型具有较高的置信度,这对控制律设计、仿真验证比较适合,仿真系统实时性达到预期效果。     

微小型无人驾驶直升机建模与仿真分析

首先建立了微小型无人直升机较完整的动力学模型，然后利用参考文献提出的无人驾驶直升机自适应控制器，借助RealFlight模拟飞行软件对动力学模型和自适应控制算法进行了仿真。仿真结果表明，本文所建立的动力学模型与实际直升机的特性基本相符；自适应控制算法较好地控制了无人直升机的运动状态，表明该控制算法完全可以满足无人直升机控制的需要。     

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。