民航空管气象观测自动站塔台终端设计

民航空管气象自动观测系统提供机场本场实时地面气象观测资料,服务于空管管制、气象和航空公司、机场等单位,AMS-Ⅱ自动气象观测系作为某些民航空管单位气象自动观测系统的主要备份手段,在实际工作中起着重要作用。为了更好地利用AMS-Ⅱ自动气象探测设备做好航空气象服务工作,在开发服务于塔台管制的气象观测相关软件的基础上,本文作者通过进一步研究塔台管制对气象观测资料的需求,结合本单位AMS-Ⅱ自动气象观测系的配备情况,探讨开发基于AMS-Ⅱ自动观测系统的塔台数据显示终端,为塔台管制工作人员实时提供方便使用的实时信息资料,以提高资料获取效率,保障飞行运行安全。     

基于FlightGear的A-SMGCS场面活动三维仿真

针对A-SMGCS系统场面活动三维仿真问题,提出一种以开源模拟飞行器FlightGear为场景仿真平台,以实时ADS-B监视数据为驱动,以Linux为操作平台的机场场面活动三维仿真系统设计新方法。仿真系统按照实际机场模型进行机场布局设计,飞机、航站楼、塔台三维建模,地形数据生成,对真实机场环境进行了完整建模。由于ADS-B监视数据缺少飞机姿态信息,提出一种根据位置数据推算出姿态信息的新方法。首先把ADS-B监视数据进行航迹卡尔曼滤波,然后根据飞机前后两个位置的空间连线矢量计算飞行姿态。通过FlightGear多机网络数据接口导入飞机定位数据与姿态数据驱动飞机模型运动,实现了对飞机运动的六自由度仿真。仿真结果表明,该系统能逼真、准确再现真实机场飞机实时活动情况。由于完全基于开源软件设计,该系统低成本实现了对场面活动的实时三维仿真。     

基于图形工作站的塔台管制模拟器的设计与实现

通过对空中交通管制程序，陆空通话模式，机场管理方式等的分析综合，提出并拟定了基于图形工作站实现塔台管制模拟器的总体方案。在此基础上，研究了在图形工作站上基于Unix/X Windows系统利用Motif/OpenGL编程的基本技术，并采用计算机图像生成技术较好地模拟了机场周围的三维视景系统，有效逼真地表现了飞机运动的动态行为过程，实完成了塔台管制模拟器的基本功能。     

场面监视雷达仿真系统的地面运动数学模型

组织开发了场面监视雷达模拟训练系统,它是高效且低成本培养和提高塔台管制人员塔台管制技能的仿真训练设备.主要分析和介绍了该系统中航空器地面运动仿真的核心算法,建立的航空器地面运动数学模型包括匀速滑行、匀变速滑行、匀速转弯、最短路径选择等.这些算法简捷、高效、实用,仿真效果良好,达到了仿真训练的要求.     

基于SIP的模拟语音通讯系统的设计与实现

以SIP协议和架构为基础,设计并实现了塔台管制模拟语音通信系统.实现了对通道通话和电话通话的仿真模拟,并利用多级缓存机制实现了语音数据的实时记录和回放.在SIP灵活性基础上,通过服务器的集中配置机制,提高了系统的灵活性和扩展性.     

基于软构件的塔台模拟机训练准备软件

设计和实现了一个塔台模拟机训练准备软件.该软件能够自动、方便地为机场塔台控制人员生成一系列用于空中交通管制训练的训练计划,提供各种与飞行相关数据的编辑、管理功能.系统是基于软总线和软构件的体系结构设计的,充分利用这种设计思想的优点来实现本系统复杂的业务逻辑,减轻开发与维护的难度,同时提高系统复用性、扩展性.     

机场塔台模拟器视景构建研究与设计

塔台模拟器就是为高效地培养塔台管制员而研制的高逼真度的模拟训练系统。在塔台模拟器中,建立虚拟的机场三维图像,逼真的飞机运动模型和车辆模型,构筑和真实的塔台高度相似的操作台、显示画面、通讯设备、工作流程和系统响应,让学员有一个完善的场景沉浸感,从中培养合理的工作习惯和敏锐的直觉,磨砺工作技能和心理素质,对提高培训质量、缩短塔台实习时间,节省培训费用都有很大的好处。目前,该类培训已在发达国家开始实施,但是在国内还刚刚开始。本文主要从实践的角度研究塔台模拟器视景部分的构建与实现,关于它与主体控制模块的衔接也进行了一定分析,并以拉脱维亚里加机场为具体研究模型。     

基于C#的跑道侵入防控辅助系统设计与实现

提出了一种基于C#的跑道侵入防控辅助系统。系统引接空管自动化系统的综合航迹进行了分析,通过建立航空器落地趋势判断模型、航空器尾流间隔模型和跑道容量预估模型,及时有效提醒管制员扫视跑道以及实现两航空器间隔内插入放飞决策辅助。系统已在本地塔台管制现场运行超过半年,保障了塔台管制安全、提升了塔台管制效率。     

塔台模拟管制中多路混音的设计与实现

基于塔台管制模拟语音通讯系统,设计并实现了多路混音功能。发送端采用双线程多缓冲区机制保证数据的实时即时发送;在混音同步机制中引入了多个缓冲队列,为成功实现同步混音创造了良好条件;在最为重要的混音算法中做了一些改进,混音效率有明显提高。在该系统中使用了专门为声音解压缩研究设计的Speex语音解压缩库,其高性能的语音解压缩效率,在应用中得到了很好的体现。系统仿真实验结果表明该套多路混音实现方式切实可行,具有一定的有效性和优越性。     

“看得见”的动态空情

北京军区空军某机场的飞行管制人员现在再也不用为维持“交通”秩序而发愁了,他们通过一套飞行航迹显示、记录和重放系统可以与飞机“同行”,在“看得见”的状态下进行航线管理,取代了长期以来靠无线电通报、手工标图进行飞行指挥调配的工作方式。为飞行安全、对空指挥、飞行管制和空中调配提供了强有力的保证。北京军区从70年代末就引进了空中交通管制系统,第一次引进仅限于北京—济南—南京—上海一线。系统主要由航管远近程相应的一、二次雷达,塔台系统、管制中心系统、通信分系统、维修中心等组成,随着航线不断增加,空     

油田钻井虚拟仿真系统

利用计算机仿真技术,研究构建一个参数化的油田钻井虚拟仿真系统,对虚拟设备进行参数化的运动控制,逼真地模拟钻井工艺过程。提出了基于数字计算仿真和视景仿真混合技术的虚拟仿真系统架构,分析并建立了井架提升系统和旋转钻进系统的数学模型,利用数学模型控制虚拟钻井设备运动,实现了对缠绕在滑轮组上钢丝绳的实时变形运动控制。最后,能够初始化系统参数、实时显示并控制钻井工艺过程中参数的变化,实现系统的交互性。     

水下航行器半实物仿真系统虚拟仪器开发

虚拟仪器是计算机技术同仪器技术有机结合产生的全新概念的仪器,实现了将计算机硬件资源、仪器与测控系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合.该文以水下航行器半实物仿真系统为开发平台,研究虚拟仪器技术在半实物仿真控制系统中的应用.该文详细介绍了虚拟仪器集成开发技术,说明了应用对象--水下航行器半实物仿真控制系统的组成以及本系统所采用的反射内存实时网络实现高速实时通信的技术,并由此设计完成了基于LabVIEW的水下航行器半实物仿真系统虚拟仪器开发.开发结果表明,采用该虚拟仪器平台于半实物仿真系统中,其强大的人机交互功能可直观、高效、实时地完成仿真信号的检测和监测,能够智能化地实现实时半实物仿真系统的数据测控.     

虚拟自行火炮分布式实时动力学仿真系统

阐述了运用OpenGL进行虚拟自行火炮的几何建模、运动建模及实感建模过程,以及如何通过客户／服务器模式,TCP／IP通信协议和Win32SocketAPI实现虚拟自行火炮分布式实时动力学仿真的方法,以某自行火炮为对象建立的分布式实时仿真系统,使仿真过程更为直观形象,便于控制。     

虚拟仿真技术在网络闭环控制中的应用

Internet上数据传输的不确定延时妨碍了远程被控对象和操作者之间迅捷而透明的交互,严重限制了网络远程控制系统的性能和应用。为了解决网络延时问题,提出一种基于虚拟仿真的网络三闭环控制结构。该方法依照开环系统实现闭环控制的思想,在客户端构造虚拟被控对象模型,使虚拟仿真系统与实际系统的运行状态相似甚至相同,同时又使操作者能依据虚拟仿真系统一端的运行情况决定下一步的控制指令,从而准确地对实际系统发出所需的控制指令,最终达到远程实时控制的目的。仿真结果证明了所提方法的有效性和可行性。     

欠驱动步行机器人实时仿真系统设计

开发了异构多软件平台融合的机器人实时仿真系统。在欠驱动步行机器人动力学建模中引入虚拟样机技术,利用ADAMS软件生成动力学模型,利用MATLAB软件设计控制器,二者通过接口实现联合仿真;在开发人机界面及连接各个模块的接口中引入MATLAB和VC＋＋混合编程技术,完成对硬件的驱动控制及系统平台的操作。该仿真系统实现对欠驱动步行机器人进行理论步态仿真、控制方法的开发及实验研究,对实体机器人的控制调试、实时控制算法的设计。     

基于主动控制技术的仿真系统

为了对主动控制技术的优越性能进行直观的展示,讨论了一个基于主动控制技术的仿真系统的设计与实现.系统采用分布式仿真技术、网络技术、虚拟现实技术和控制技术来建立具有主动控制技术的飞行控制仿真平台.运用实时图像处理技术、动态视景、计算机实时仿真和虚拟仪器,对飞机主动控制技术的主要功能进行模拟.仿真结果表明,系统较好地满足主动控制技术的控制特点,并且满足了视景仿真实时性和逼真度的要求.     

虚拟现实技术在工业控制中的应用

论述了一种应用于工业控制的交互式虚拟现实技术,它使研究人员直接获得系统的动态和静态特性,实现实时跟踪和监控工业控制过程的可视化仿真。     

基于模型的虚拟温度传感器设计

针对航空发动机控制系统的半物理仿真过程中实时温度场难以模拟、接口电路的温度通道不能检验等问题,提出了一种基于模型的虚拟温度传感器设计思路。在Matlab/Simulink平台上建立传感器的变时间常数算法模型,使用RTW-EC的自动生成代码工具基于数字信号处理器(DSP)C2000微控制器设计了虚拟温度传感器,进一步结合CCS集成开发环境(IDE)对所生成的温度传感器代码进行了处理器在环(PIL)验证。仿真结果表明:所构建的虚拟传感器能够高精度模拟真实温度传感器的特性,可以满足航空发动机控制系统半物理仿真试验的要求。     

基于虚拟仪器的舵机半实物仿真系统研究

传统舵机控制算法的设计大多是通过数字仿真来实现的,数字仿真过程中舵机执行机构模型的不准确使得仿真结果与实际情况有较大的差距。提出一种基于虚拟仪器的舵机控制半实物仿真系统,该系统利用LabVIEW软件平台开发了舵机执行机构的控制算法仿真模块,并通过D/A设备将控制参数发送给舵机执行机构。结合高速A/D设备对舵机反馈信号进行采集,在软件中实现对舵机控制算法性能的实时分析。试验结果表明,该系统解决了数字仿真中舵机执行机构模型不准确的问题,为舵机开发过程中的控制算法设计仿真提供了更为灵活、高效的方法。