飞行仿真系统中三维大气紊流模型仿真研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,提出1种新的大气紊流模型,并研究出在实时飞行仿真系统中的实现技术。改变了以前基于Dryden模型的建模方法,对不能直接用于仿真模拟的Von．Karman大气紊流模型进行有理化处理,得出逼近于Von．Karman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了Von．Karman的仿真实现问题。最后,将提出的数值模拟算法直接应用于某型飞机飞行仿真系统中,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。     

实时飞行仿真系统构建的研究

本文研究了构建一种实时飞行仿真系统的详细方法。由建立非线性动力学方程、起落架数学模型,以及设计发动机、气动系数、风和大气环境模型后,在Simulink环境下编程实现各模块的功能,采用了一种有效的数据预处理和函数生成的方法保证了仿真的实时性,最后在完整仿真模型的基础上进行了飞行各阶段的仿真实验。结果表明,模型能够反映飞机的实际动态特性,为开展飞行模拟器的自动飞行系统仿真研究提供了良好的仿真平台。     

基于面向对象技术的飞行仿真研究

针对当前在飞行仿真建模领域遇到的模型重用性差,设计模式不统一,不能适应冠代军用飞行仿真需求的问题,尝试在工程实践中引入面向对象的设计方法,实现规范仿真建模过程的目的.通过研究面向对象技术在飞行仿真系统研制中的应用范围与应用方法,结合实际项目中飞机导航系统的仿真过程,使用面向对象技术对其进行分析与设计,并据此建立了仿真模型.利用这种方法建立的仿真模型清晰明了,易于理解,有效地增强了系统的可重用性和继承性,收到了良好的应用效果,证明了将面向对象技术应用于飞行仿真领域是可行的.     

工程飞行仿真系统中实时监控系统的开发

工程飞行仿真系统是飞机设计研制及飞行员训练过程中不可缺少的工具,而实时监控系统对于处理飞行仿真中的大量数据,提高仿真效率起着重要作用。该文根据飞行模拟器的专用要求,总结了实时监控系统的功能特点,并详细阐述了系统结构,实时监控多线程管理,监控曲线绘制模块和仿真数据处理模块的设计方案。该系统经实际应用,满足工程飞行仿真的各项技术要求。     

飞行管理数字仿真系统设计

随着国内大型客机研制的逐步深入,飞行管理(Flight Management System,FMS)数字仿真系统的建设也逐渐明确,通过分析ARINC702协议中对FMS功能和接口描述,基于ARINC429总线和面向对象方法构建了全数字FMS仿真系统.分别开发了飞行管理模块、飞行模拟模块、通讯模块和飞行显示模块,建立了飞机三自由度模型,利用动态规划法和能量状态法进行性能优化,通过429总线进行信息交互与传输.利用全数字仿真系统可为系统研究FMS提供数字仿真平台,进行性能优化、四维制导和飞行计划等算法的研究和验证.最后通过上海-北京航线全过程飞行表明,全数字仿真系统能够实现FMS的主要功能仿真,满足主要性能指标,并已经交付某航电实验室使用.     

基于DirectX的无人机三维虚拟飞行仿真系统开发

建立无人机三维虚拟飞行仿真系统对于无人机的设计、研制与操纵培训具有重要的意义.介绍了一种低成本的基于PC机的无尾式无人机实时三维虚拟飞行仿真系统,对建模与仿真、DirectX、数据库、面向对象编程等技术在可视化系统仿真领域的应用作出了积极的探索与尝试.介绍内容主要为三维仿真建模接口技术比较与采用、无人机飞行仿真系统模型组成与仿真算法采用以及如何运用软件工程概念开发无人机实时飞行仿真软件系统.     

飞行视景仿真系统研究与实现

针对视景仿真系统开发费用大、周期长的缺陷,提出了一种利用开源的Irrlicht图形渲染引擎的开发方法.首先,基于飞机六自由度运动模型,提出了Irrlicht环境中飞行运动数学表示和C++语言描述方法;通过对Irrlicht的二次开发,构建了交互式飞行视景仿真系统的模块化功能结构,仿真了一个逼真的飞行三维视景.基于以上设计,通过键盘输入命令来改变飞行状态,从而驱动Irrlicht图形渲染引擎,最终实现了飞机运动的交互式飞行视景仿真系统.通过试验可以证明,飞行视景仿真系统具有良好的交互性和实时性,可扩展性强,开发周期短,系统建设简单,使用方便等优点.     

飞行性能仿真中风场模型的研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,本文根据实际飞行中的风场类型.重点对影响飞行性能的微下冲气流及大气紊流进行深入研究,提出两种风场的数学模型.其中重点介绍了时不能直接用于仿真模拟的von Kaman大气紊流模型进行有理化处理,改变了以前基于Dryden模型的建模方法.得出逼近于Von Karman模型的新的紊流模型.确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流.通过频域上的分析比较和时域的仿真计算.结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了von Karnlan的仿真实现问题.该文的数值模拟算法可直接应用于模拟器的空气动力学运动方程,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义.     

飞行仿真系统数据可视化设计与实现

研究飞行仿真系统结果数据可视化,为验证分析飞行仿真系统结果的正确性,需要对仿真系统输出的飞行性能数据进行实时在线观测并与标准数据进行对比分析。针对飞行仿真系统对飞机飞行数据实时观测的需求,设计了一种可实时观测的飞行仿真数据可视化方案。在建立仿真系统模型的基础上,为了提高系统的可靠性和优化数据结构,提出了新的数据结构和曲线生成算法绘制实时曲线,实现了数据的可视化观测,避免了实时绘制过程屏幕的闪烁和曲线出现的锯齿。并结合飞行仿真特点,利用MapX组件技术加载了具有导航台的全国地图,对传统的电子地图显示进行了改进,实现了飞机在地图上的实时航迹观测。仿真结果表明,系统能够实时观测仿真结果并分析系统误差,实现飞行仿真数据的可视化,并可验证飞行仿真系统的正确性。     

全数字通用飞行仿真平台的设计与实现

针对作战训练并验证先进飞行控制律,设计一种全数字通用飞行仿真平台。介绍该平台的总体结构,在建立飞机动力学模型和通用飞行仿真数据库的基础上,阐述各模块的功能和创建方法,以某型无人机为例,对平台进行仿真验证。结果表明,该平台直观性强,输出参数准确,能较好地模拟真实飞行。     

飞行模拟机数据包发展综述

对波音和空客的飞行模拟机数据包发展历史、现状和技术特点进行了介绍和分析,同时对国产ARJ21飞机和MA60飞机模拟机数据包的发展、内容和技术特点进行了介绍.在此基础上,重点分析了传统数据包在仿真结果一致性、知识产权保护、模拟机研制和鉴定等方面的局限性,提出了国产民机飞行模拟机数据包在二进制数据包、试飞数据、座舱硬件、仿...     

国产民机数字化运营流程管理及仿真系统

数字化运营支持对国际民机领先制造商提高自身市场竞争力、扩大经济效益起到了越来越重要的作用。深入调研国内外数字化运营支持先进技术、经验和发展趋势,针对现有机型ARJ21和C919,梳理了国产数字化运营支持的八大业务场景,重构适合国产民机发展规律的数字化运营支持业务流程。充分考虑数字化、信息化技术发展以及运营支持需求的变化,以及成果的实用性,基于BPMN2.0业务流程建模符号标准和Activiti5流程引擎,搭建业务流程管理及仿真系统,对国产民机数字化运营支持业务流程进行电子化管理,并对典型的维修任务分析作业方法业务流程进行仿真。     

飞机供电系统地面测试航电仿真器的设计

为了完成新型飞机供电系统地面独立试验,设计航电仿真器确保了试验过程中供电系统的正常运行;仿真器采用半实物仿真的形式,通过ARINC429总线和PCI总线采集卡获取供电系统的状态(EPS),实现数据处理、逻辑计算和总线监视功能;并能根据当前状态需求输出相应的控制指令、指示电源状态,总线监视功能和回放模式为总线监测和故障排查提供了有效途径;航电仿真器已通过验收投入使用,运行结果表明该仿真器完全符合设计要求,并具有良好的延用性和可扩展性。     

飞机最小离地速度试飞光电测量技术

ARJ21-700飞机的最小离地速度测量是FAA适航取证的关键考察科目,属于高风险科目.首次采用光电测量技术对ARJ21-700飞机的最小离地速度试飞科目进行测量,对采集的数据进行判读、脱靶量修正、数据异常值识别、目标航迹参数解算、数据平滑滤波、目标速度参数解算等,并进行试验结果数据的误差分析.试验结果表明,采用的方法满足该试飞科目要求,并可在同类飞行试验课题中推广使用.     

飞行控制系统可视化仿真平台设计

提出一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台,以并行化计算思想设计系统总体框架,通过OpenMP多线程并行多核编程技术和单程序多数据流技术实现飞行动力学系统和飞行控制系统的并行解算。该平台可以载入各种飞行控制器、飞行动力学模型和数字地图进行仿真,能以数字、曲线和三维动画的形式显示仿真结果。以Beaver多模态自动驾驶仪仿真设计为例进行验证,结果表明该平台具有执行效率高、易于扩展和通用性强的优点。     

网络化试飞测试系统半实物仿真平台开发设计

面对空间分布更广、被测对象更多、系统功能更复杂的测试要求,民用飞机试飞测试多采用网络化测试系统架构,然而因为网络技术本身的特点,网络化测试系统仍然存在实时性、可靠性以及稳定性的问题,针对这些问题,通过构建网络化试飞测试系统半实物仿真平台,模拟网络化试飞测试系统测试数据传输环境,并提出各网络性能参数的监测方法,为网络化试飞测试系统设计及优化提供实验平台及量化数据,从而指导机载测试系统设计,确保测试数据有序可靠地传输.     

一种飞机的航迹模拟仿真算法

飞行仿真中,飞机航迹模拟没有考虑飞机是匀速还是变速,一般由简单的直线和圆组合来表示,这种表示算法较为理想化或简单化。为了建立逼真空情,实现复杂多样的飞行动作模拟,本文对飞机运动的数学模型进行研究,归纳总结飞机直线飞行算法,针对飞机转弯航迹过于理想和简单化提出一种新的模拟算法来模拟飞机转弯航迹。将飞机匀速和变速转弯用一种算法实现,增加新的转弯方式并提高飞机航迹多样性。最后将新算法替代老算法在航管模拟训练系统中进行应用与仿真,与真实飞机航迹数据对比,证实新的算法可以模拟出变速转弯航迹,并使整体航迹更加接近真实。     

民机飞行机组应急逃生设计混合现实仿真系统

开展民机飞行机组应急逃生仿真旨在飞机研制早期发现飞行机组逃生口设计的潜在问题,确保飞行机组成员的人身安全.提出了一种民机飞行机组应急逃生混合现实仿真系统设计方案,进行了系统搭建与实验验证.针对系统中人体虚实匹配的关键问题,提出一种光-惯混合追踪的全身人体运动捕捉方法,结合基于Kinect2图像识别的人体关键尺寸快速匹配...     

基于xPC的飞行控制系统半实物仿真设计

利用Matlab的xPC目标工具在仿真回路中引入飞控计算机、传感器等实物部件,设计了某型飞机飞行控制系统的半实物仿真系统.根据飞行控制系统的原理特点设计了数据采集卡与信号转换处理电路,并在VC 6.0环境下对系统软件进行了编制.仿真结果表明:该半实物仿真系统具有较高的仿真置信度和可靠度.     

直升机仿真座舱中多功能显示器的研制

多功能显示器是直升机工程模拟器座舱航电仿真系统的重要组成部分,该系统对于飞行品质评估、飞机的动态特性研究、飞行模拟训练和制导与导航精度评估具有重要作用。主要介绍了利用半实物对多功能显示器进行仿真的过程,并且详细阐述了如何利用Vega来开发图像的仿真过程。该系统硬件与计算机之间的通讯采用了CAN总线技术协议,系统之间的通讯接口遵循Windows套接字规范。实践证明,该系统具有结构简单,信息准确,图像逼真,实时性好的特点,已成功应用于某型号直升机飞行仿真系统。