直升机视景仿真及座舱仪表显示系统实现

以开发一套直升机飞行视景仿真系统为目的,提出了一种基于Multigen Creator和Vega软件的三维视景仿真系统解决方案.利用三维图形开发软件Creator对座舱仪表模型进行可视化建模,使用自由度设置(DOF)技术实现仪表指针的动态交互.将模型加载到Vega的环境中,在VC++环境下,基于MFC实现了仪表的驱动程序,给出了具体的实现方法,设计了座舱仪表仿真界面.最后在Vega场景中仿真直升机的飞行状态,直观形象地反映直升机的飞行特性.实际仿真显示,该视是景系统的仿真效果形象逼真,令人满意.     

基于Mantis的某型直升机视景系统设计与实现

对直升机视景仿真系统的构建进行了分析,针对其对场景细节要求高,需多种特效库支持的特点,首次提出了一种基于Mantis的直升机视景系统的解决方案;该方案利用TerraVista制作精细的地形数据库,经转换后可采用大地形调度技术进行渲染;利用Creator制作三维模型库;采用内容定制文件配置场景中的实体和特效;采用Mantis Client和Mantis Server实现视景的渲染,最后通过基于通用图像生产协议的网络通信控制场景中的目标与特效;实际仿真结果显示,该直升机视景系统的仿真效果形象逼真,满足了实时性需求。     

红蓝对抗系统原型的程序实现方法

针对目前视景仿真系统应用范围狭窄、应用模式单一、应用目的老套等问题,利用优秀视景仿真系统VegaPrime2.0开发平台,结合VC＋＋多线程技术,提出了一种红蓝对抗系统原型的实现方法。该方法综合了虚拟现实中的三维建模、碰撞检测、环境特效等关键技术以及VC＋＋平台提供的网络通信技术、多线程处理技术、系统函数回调方法等,使得视景仿真应用由单机版走向网络版,扩大了应用范围;由普通的场景漫游走向网络式交互,丰富了应用模式;由效果演示走向理论方法的验证,更新了应用目的。实验结果表明,该方法对红蓝对抗系统的实现具有实用价值。     

城市交通环境视景三维仿真

为解决城市视景仿真还原度差、系统流畅度不佳等问题,提出一种基于Vega Prime与VC++联合仿真的视景仿真框架。使用Multigen Creator与3D MAX联合建模,在VC++环境下利用Vega Prime实现场景动态驱动。并着重研究了模型优化、节点动态驱动、模型封装等视景仿真关键技术。利用上述视景建模关键技术,完成城市交通环境视景仿真系统搭建。应用结果表明：关键技术的应用将视景加载时间缩短为初始加载时间的1/6,平均帧频提升约30%,并提供了丰富逼真的图形画面,良好的用户感受,呈现出高还原度的视景仿真效果。     

卫星在轨运行视景仿真

针对卫星在轨运行系统演示的需要,将建模与仿真技术引入视景演示系统联邦成员,提出了基于HLA的卫星在轨运行视景演示系统,开发相应的联邦成员。利用卫星在轨运行仿真系统的总体方案,设计了视景演示系统的总体结构;引入了先进视景仿真软件Creator和Vega Prime对卫星在轨运行仿真系统中视景仿真联邦成员进行可视化仿真和建模实现,建立了卫星和星空恒星模型,可以用OpenGL的星空背景加速实现;最后结合HLA、OpenGL和Vega Prime建立仿真框图。仿真结果证明,设计的仿真系统满足系统真实的实时性、准确性要求,具有良好的沉浸感和较高的可信性。     

分布式汽车驾驶交互仿真系统的实现

以驾驶模拟器的视景系统作为对象,提出了图像建模与几何建模相结合的建模方法,实现了以较少的系统消耗达到更加真实的视景仿真效果;采用基于Cg的"Shader"新技术,实现了虚拟环境中的动态流体特效和多层次纹理细节级别的良好效果;自主研发了基于计算机群集的多通道屏幕投影与显示技术,满足了沉浸式虚拟驾驶演示环境的特殊要求;实现了基于网络的分布式多客户、同场景的交互驾驶与实时通信对话.文中方法对分布式交互仿真系统的研究与开发有一定的参考价值.     

海战场环境仿真系统的三维建模与实时仿真

＂海战场仿真系统＂作为舰艇编队作战仿真系统的显示模块,属于战术级的仿真应用,对仿真数据精度和视景特效有较高的要求,性能的优劣决定了作战仿真的逼真度和可信度。为解决上述问题,利用HLA的海战场环境仿真系统的功能和组成,提出了海战场地形和实体建模过程和具体可行的实现方法,并详细说明了三维视景显示台开发的关键技术和主要过程,有效解决了Vp线程的协调控制、目标实体的动态加载、多通道的海战场态势浏览和攻击特效的生成等技术问题,通过仿真实验表明,在PC图形工作站上实现了满足实时性要求的海战场综合环境仿真系统三维视景显控功能。     

大型运输机综合训练器虚拟仿真环境的设计

某型运输机综合训练模拟器具有飞行场景复杂、仿真仪表多、人机交互信息量大等特点.虚拟仿真环境的建立,是开发该模拟器的关键.介绍了综合训练模拟器的体系结构和虚拟仿真环境的开发方法.采用对全包线范围内的气动参数进行动态插值的方法,建立了兼顾模拟精度的准定常六自由度全量飞机运动模型;阐述了场景建模的方法和视景驱动程序的框架;给出了虚拟仪表的开发路线和人机交互的实现方法.与整个系统联调表明,该系统结构合理可靠,采用的运动模型和仿真算法满足了系统的实时性和精确度要求,图像显示效果逼真.     

虚拟座舱中虚拟仪表的设计与实现

随着计算机技术的快速发展,虚拟仿真技术在军事训练中得到了广泛的应用.本文着重研究了某型飞机虚拟地勤维护过程中机舱内相关虚拟仪表的实现方法,对GL Studio仪表建模的关键技术进行研究,运用GL Studio仪表仿真工具对飞机典型仪表进行开发,通过Vega Prime实现系统的视景驱动,讨论了在Vega Prime中如何调用虚拟仪表,解决了GL Studio模型向Vega Prime场景移植的难题,运用数据库技术完成了相关仪表的外部驱动,在实际项目开发中取得了良好的效果,具有较好的通用性.     

利用MAK Stealth进行视景仿真开发方法的研究

为了解决分布式仿真的可视化需求,提出了利用MAK Stealth进行视景仿真开发的方法.MAK Stealth以其具有完备的开发接口和良好的可扩展性,使得用户能方便的将其嵌入到自己的应用开发中.根据视景仿真系统的组成,结合MAK Stealth进行视景仿真的开发方法,针对联邦通信和视景驱动控制分析了MAK Stealth的应用开发接口API,依照MAK Stealth的开发流程,实现了三维视景显示系统.系统运行结果表明了利用MAK Stealth进行视景仿真开发是十分方便快捷的.     

直升机仿真模拟训练软件系统设计实现

针对直升机仿真与地面模拟训练的需求,以VC++和Vega为开发工具,研制了一套具有三维视景显示功能的软件系统。通过编写直升机各执行机构的递推运算程序实现直升机模型的解算,用MFC设计直升机"操纵台"与"驾驶杆"界面,在Vega配置的视景仿真环境中显示直升机飞行姿态,以GDI为辅助工具编写虚拟仪表和曲线显示窗口,实时显示直升机姿态角、航向角和速度等飞行数据,实现了直升机仿真与模拟训练功能。实际运行结果表明,该系统仿真效果逼真,达到了设计要求,具有较好的实用性。     

直升机仿真模拟训练集成系统实现

针对直升机仿真与地面模拟训练的需求,根据系统集成的开发理念,开发出一个集VC++、Matalb/Simulink和Vega三维可视化功能于一体的直升机仿真模拟训练系统;该集成仿真平台通过VC++编程,将软件界面与Simulink模型有机结合在一起,利用Matlab引擎对Simulink模型进行控制,并将仿真结果送到Vega场景中实时显示;实际运行结果表明,该系统仿真效果与实际效果基本一致,达到了设计要求,具有较好的实用性。     

直升机飞控系统集成仿真平台开发

研究直升机飞行控制系统的设计开发需求,根据系统集成的开发理念,实现VC++开发环境下Matlab/Simulink和三维实时视景仿真软件Vega的综合集成,利用现有成熟软件工具,在一台普通PC机上开发了一个集仿真管理、控制算法设计与优化、三维可视化于一体的直升机飞行控制系统仿真平台,对直升机飞行控制系统的设计开发提供集成平台支持。集成平台可充分满足用户的仿真任务需求,可提高系统开发效率,同时具有通用的集成开发思路对类似系统研制和开发具有一定的参考价值。     

飞行视景仿真中雨雪特殊效果的实现

对降雨、降雪的模拟是飞行视景仿真中的1项重要内容。以VC＋＋6．0为开发平台,采用Vega仿真工具软件,用粒子系统方法实现了对降雨、降雪过程的模拟。仿真结果表明用该方法模拟降雨、降雪过程比较逼真,速度快,容易满足系统的实时性要求,适合在直升机飞行模拟器的开发中应用。     

直升机三维航迹规划与可视化仿真

针对目前大多数航迹规划研究中航迹规划结果直观性较差的问题,以直升机为对象,在对数字地图预处理的基础上规划其最优三维航迹．以建模工具Creator和开发工具Vega为平台,完成对地形地貌场景的三维建模及整个视景仿真系统的构建,并在此基础上利用VegaAPI和VC＋＋实现满足实时性要求的规划航迹三维可视化仿真演示．该系统为航迹规划和完整的视景演示提供有效方法和步骤．     

直升机飞行动力学建模及可视化研究

研究了直升机飞行动力学建模及可视化仿真的相关技术。建模时综合考虑了直升机的主要气动力部件的建模以及气动干扰等问题。主旋翼是直升机建模的关键,详细讨论了与其相关的翼型气动力模型、诱导速度模型和挥舞运动模型的建模方法。同时利用虚拟现实技术构建了直升机三维实体模型。基于Simulink和虚拟现实工具箱,给出了将飞行动力学数值模型同虚拟场景结合起来的方法,实现了计算、仿真、显示一体化。最后采用算例直升机数据,进行了定直飞行的配平计算和操纵响应分析,结果证明了模型的合理性和有效性。     

直升机旋翼锥体与动平衡主动调节技术

针对直升机桨叶质量、气动条件等不平衡引起的旋翼低频振动过大的问题,提出一种以旋翼锥体为约束、仅通过调整桨叶变距拉杆的主动减振技术.该技术在建立的桨叶挥舞摆振扭转耦合的动力学模型基础上,使用最小二乘辨识方法估计振动频域分量和变距拉杆位移之间的线性模型,从而构造并求解以旋翼锥体为约束条件、低频振动分量为控制目标的二次型性能指标函数,同时将该算法用Simulink模块实现,进行实时化仿真计算,并验证控制结果的有效性.结果表明：该算法约束旋翼锥体的同时能够降低旋翼80%以上的低频振动,而且对桨毂中心升力、扭矩等的影响在0.3%以内,并未对直升机其他动力响应产生不良影响,结合Simulink模型的实时化仿真为直升机锥体和动平衡调整提供了一种工程应用思路.     

Vega环境下汉字显示技术的实现方法

Vega作为一种优秀的视景仿真软件,在军事仿真、城市规划等很多领域应用广泛,但Vega只提供了西文字符的显示,并不支持汉字的显示,这就给某些视景仿真系统的开发带来了一定的困难.在对Vega研究的基础上,采用OpenGL回调技术,实现了Vega中汉字的二维及三维显示.该方法可用于大型分布式仿真环境中,与Vega提供的vgFont功能相比,显示速度有明显提高,具有较高的实时性和一定的可移植性,对Vega环境下其他仿真特效的实现有一定的指导意义.     

A direct adaptive neural command controller design for an unstable helicopter

This paper presents an off-line (finite time interval) and on-line learning direct adaptive neural controller for an unstable helicopter. The neural controller is designed to track pitch rate command signal generated using the reference model. A helicopter having a soft inplane four-bladed hingeless main rotor and a four-bladed tail rotor with conventional mechanical controls is used for the simulation studies. For the simulation study, a linearized helicopter model at different straight and level flight conditions is considered. A neural network with a linear filter architecture trained using backpropagation through time is used to approximate the control law. The controller network parameters are adapted using updated rules Lyapunov synthesis. The off-line trained (for finite time interval) network provides the necessary stability and tracking performance. The on-line learning is used to adapt the network under varying flight conditions. The on-line learning ability is demonstrated through parameter uncertainties. The performance of the proposed direct adaptive neural controller (DANC) is compared with feedback error learning neural controller (FENC).