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。     

直升机系统可靠性仿真研究

本文介绍直升机系统可靠性仿真研究及其相应的某型直升机可靠性仿真软件系统.首先讲述了系统开发背景;其次详细阐述可靠性数据的处理、可靠性模型的选择、建立及其参数估计方法,然后介绍了可靠性仿真软件的实现;最后给出了一个具体实例.直升机部件可靠性仿真,是直升机故障诊断及性能评估的重要参考.     

直升机运动实时仿真建模研究

人类在创造了固定翼飞行器--飞机之后,经过了大半个世纪,直至二十世纪30年代,又创造了一种可"垂直起降"和"悬停"的新型实用飞行器--直升机.该文简要叙述了直升机的操纵方式及特点,并分析了典型状态下的受力情况,根据直升机动力学系统仿真需要和目的对动力学系统仿真模型进行了简化与修改,特别是简化了主要部件的空气动力计算方法,使得在缺少实验数据的情况下,可以计算出近似受力.通过简化仿真模型,成功的降低了驾驶直升机的复杂性.本文的建模与仿真方法,适合一般的直升机,具有通用性和实用性.     

直升机的雷达回波仿真研究

针对雷达在悬停直升机检测和直升机识别研究等的需要,研究了宽带调频雷达的直升机回波仿真方法.在旋翼单频回波模型基础上提出了旋翼宽带调频回波模型.根据现有雷达的实际情况,将机身回波等效为机身上若干散射中心散射回波的相干迭加.采用加性高斯白噪声模拟雷达环境噪声及接收机热噪声.直升机的雷达仿真回波可由旋翼回波、机身回波和高斯白噪声几部分相干合成得到.仿真的直升机雷达回波与理论分析较为相符.在外场数据较为缺乏的情况下,仿真结果可用于直升机雷达回波特性研究,进而在悬停直升机检测和直升机识别工程应用中发挥重要的作用.     

直升机空中特情处置仿真系统研究

阐述了直升机空中特情处置仿真系统研制的背景,进行了直升机空中特情处置仿真系统功能需求分析,提出了系统设计思路,实践表明,所开发的直升机空中特情处置仿真系统能够满足用户的训练需求,取得了良好的效果。     

直升机飞行视景仿真实现

为了用视景仿真技术模拟直升机的飞行姿态,通过三维视景建模软件Multigen Creator,建立了直升机、地形场景的视景模型,以三维仿真软件包OpenGVS作为图形开发引擎,用现代软件工程的方法,在VisualC++6.0平台上构建了直升机飞行仿真软件的整体框架,完成其中关键模块的代码编写.对于输入模块,用游戏杆作为视点变换的控制工具,运用Direct-Input接口技术对其编程.通过实例运行所编制代码,在飞行操作杆控制下,系统在飞行模拟过程中实时跟随性较好,达到理想的飞行仿真效果,从而为以后进一步研究直升机综合操纵特性和飞行品质作了一个预先性仿真研究.     

直升机综合反潜仿真系统设计

直升机综合反潜仿真系统,可实现在攻防对抗条件下的反潜作战过程仿真.通过分析直升机反潜的组成和特点,分解出具有单一功能的子系统,并分别建立各自的仿真模型.以单机和单潜水下作战对抗过程为典型实例,设计了仿真系统体系结构,探讨了仿真系统的联邦成员开发过程,建立了仿真模型库体系及统一管理下的实时调用关系,给出了采用UML简要描述的实体模型关系协作图.通过实时逼真的显示三维虚拟战场环境和兵力兵器作战过程,实现了场景显示和过程可视化.目前仿真系统已投入运行,可实现各反潜平台及武器系统的作战过程仿真,较好提供了一个直升机反潜、机-舰协同反潜的战法研究平台.     

直升机机务训练和故障诊断仿真系统研究

随着仿真技术的发展,在计算机上建立直升机的仿真模型并依据需要模拟各类故障现象已成为可能,因而,可以在虚拟的环境中对机务人员进行系统培训并用计算机来辅助排除直升机故障,该文提出了建立直升机机务训练和故障诊断仿真系统的思想,描述了系统的结构,提出了详细的实现方案,并对其中涉及的关键技术进行了简要分析。     

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。     

直升机模拟器雷达仿真系统的设计与实现

详细介绍了一种雷达仿真系统实现的方法：通过1：1仿制雷达控制盒面板,通过软件实现逻辑控制和画面显示。这种方法既可以满足飞行人员对硬件面板视觉与触觉的感受,又具有灵活性和可修改性,便于雷达仿真系统的升级和移植。该方法实现的雷达仿真系统在直升机任务系统训练模拟器中得到很好的应用,是一种快捷、灵活、廉价的实现方法。     

直升机反潜模拟中的吊放声纳系统仿真

吊放声纳系统仿真是直升机反潜作战模拟的关键。分析了吊放声纳发现判决方程、各种搜潜方法的共性特征,在此基础上将探测、发现目标的问题逐步转换成易于求解的数学模型。以单机和单潜作战对抗过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构。讨论了基于水声资料库、Direct Sound技术、实时3D效果控制,实现音频信号的合成和回放的方法。针对一个合理的数据结构对于有效的数据处理的重要性,将空间矩阵法引入吊声数据处理仿真。运行和使用表明,仿真系统为直升机反潜综合战术模拟训练提供了实用的平台。     

直升机缆绳吊放声纳系统有限元建模与仿真

采用有限元法,对直升机缆绳吊放声纳系统进行了研究,基于刚性力学模型进行动力学分析,利用四元数理论进行运动学分析,建立了一个描述其动态特性的微分方程组,即有限元模型,为验证所建模型的准确性,针对缆绳不同数目的分段进行了系统仿真计算和分析比较,从仿真结果可见,与缆绳吊放声纳系统简单分段的线性模型相比,有限元非线性模型能更准确地描述系统的物理特性。     

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。     

直升机光传操纵地面物理仿真平台的开发

该文基于某型武装直升机控制增稳飞控系统,建立了直升机光传操纵地面物理仿真平台,着重开发了两种典型的光传技术。并叙述了仿真平台的结构配置及主要组成部件开发实现。实现了具有人机交互功能的直升机光传操纵可视化仿真,并通过光传与电传的特性对比验证了两种光传技术的有效性。从而为我国直升机光传系统的实现,提供了有效的地面开发平台。     

直升机着舰实时目标定位姿态预测仿真

直升机着舰需要精确定位机舰相对位置,但海浪运动和光照情况复杂,对目标的检测定位十分困难,导致直升机着舰安全性难以保证,因此对目标实现精确的实时定位姿态预测有重要作用。首先,设计易于识别检测的合作目标,保证在各种角度下有效识别,以应对复杂的海浪运动;然后采用可变阈值分割,自适应多种光照条件。之后对于单目视觉下得到的连续帧图像进行图像处理,获取特征点数据,满足实时性要求。最后利用EPnP算法进行2D-3D场景重建,为直升机着舰提供实时的相对位姿信息,并利用增强现实技术显示,帮助驾驶员准确操作。通过理论分析和计算机半实物仿真,所提方法可以在不同光照不同角度下实现精度较高的姿态预测。上述仿真为直升机着舰视觉引导提供了一种新的解决思路。