基于MATLAB的飞行控制实时仿真系统研究

本文在介绍飞行控制系统仿真实验平台研制基础上,重点讨论其核心部分实时仿真系统的分析与设计。考虑到实时仿真系统要求高可靠性、高稳定性、高实时性,本文选用MATLAB为工具,完成对实时仿真系统各个模块的分析与设计。最后通过实时仿真系统独立试验以及整个仿真实验平台的联合试验,证明此实时仿真系统满足飞行控制系统半实物仿真实验平台的要求,效果良好。     

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RTX的飞行模拟器分布式实时仿真系统

飞行模拟器是一个复杂的分布式实时仿真系统.介绍了在飞行模拟器改造中所采用的RTX 实时以太网的方案,并详述了设计和实现方法.实践结果证明,该系统实时性高,工作稳定可靠,满足了设计要求.对实时性要求高的其他分布式仿真系统,本方案具有一定的参考价值和指导意义.     

基于RTAI-Linux的飞行仿真实时管理系统

探讨基于Linux的飞行仿真实时管理系统需要解决的实时控制问题。研究Linux实时扩展的开源项目RTAI及其用户态硬实时控制方案LXRT,结合系统的开发研制分析如何利用RTAI/LXRT实现关键任务的实时控制以及实时和非实时任务的管理。最终实现的多任务飞行仿真管理系统具有良好的实时性,在1 ms, 5 ms, 10 ms仿真周期下,关键任务的最大单步误差均小于30 μs。     

基于OpenGL飞行实时可视化仿真的研究

以建立的飞机六自由度非线性微分方程为基础，介绍了如何在C＋＋ Builder6．0的开发环境下利用OpenGL建立三维仿真平台，实现飞机飞行特性实时三维动画仿真。提供了直观的反馈和针对仿真可视化设计的人机交互方法。本文基于OpenGL的飞行过程的仿真已经在飞行仿真实验中较好地实现了动态实时跟踪和数据的建立，在飞行仿真实现可视化计算和数据“可视化”方面有一定的实用价值。     

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。     

民用飞机飞行仿真系统研究

飞行仿真系统为民机设计动态验证提供重要的支持,以正在研制的面向21世纪的先进的喷气式新支线飞机为背景,从民用飞机飞行仿真系统的构型、仿真模型的功能、仿真模块之间的通信、仿真模型的建立、仿真系统的实现等角度进行了剖析,研究成果已经在ARJ21飞机研制中得到成功的应用.     

基于QNX实时系统的网络传输性能测试

介绍QNX实时操作系统的特性和系统的微内核结构,进一步阐述了Qnet协议和TCP/IP协议,在此基础上,进行TCP/IP协议和Qnet协议下的网络编程,成功实现两种协议下网络性能测试,实验证明QNX系统下,Qnet协议网络传输性能要优于TCP/IP协议.     

复杂天气下飞行HLA协同仿真系统的研究

在气动扰动影响下,笔者设计了一套数值求解大型飞机飞行的实时联合仿真模型。通过模拟实际飞行环境,用数值模拟方法研究大型飞机在低空大气湍流中的动态响应情况。应用联合仿真平台,既模拟了大气湍流,又经过数值求解计算,得出大气扰动与飞行性能响应的关系,可用来研究各类复杂大气扰动下的动力学分析与实时仿真问题。     

TAWS测试系统的飞行仿真激励技术

飞机航电综合环境监视系统,主要实现飞机飞行过程中回避危险地形发出预警的功能.为对TAWS系统的性能进行测试,提出了一种飞机仿真激励技术.激励技术的难点在于在TAWS的测试中如何触发不同模式的告警.为解决上述问题,以波音737飞机公开数据为飞行仿真基本参数,结合TAWS系统典型告警模式,设计并实现了固定翼飞机的六自由度飞行仿真、横纵向经典多回路自动飞行控制系统设计和仿真场景编辑器.在软件系统设计完成后,通过近地告警系统的三种典型告警模式对仿真算法和软件的实际运行分别进行了测试和实验,验证了测试的有效性,实现了对TAWS进行性能测试的仿真激励.     

C/S模型在实时操作系统设计中的应用与研究①

良好的操作系统模型设计是一款优秀操作系统的核心和基础。首先介绍了操作系统内核设计中几种不同的设计模型理念,并在此基础上着重对如何利用C/S模型的消息传递机制来简化操作系统的设计做了深入研究。通过对QNX等一系列实时内核的深入研究,分析并总结了如何利用C/S模型来解决实时内核设计的一系列关键技术,对实时操作系统的内核设计有一定的指导意义。     

Real-Time Workshop实时仿真研究与应用

MATLAB通过组件Simulink提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,可以在控制领域中建模并运行仿真,却缺少实时仿真支持.MATLAB工具Real-Time Workshop可以从图形模型生成ANSI C源代码,下载此代码在实时操作系统中运行可以实现实时仿真,但是目前市场上的实时操作系统在开发工具、用户界面等方面存在诸多不足.RTX扩展Windows在提供实时性的同时又可以利用Windows丰富系统资源.利用Real-Time Workshop产生C代码,把要求实时性的代码分离出来放在RTX实时子环境下运行,可以实现实时仿真.实验验证了此方法有较好的实时性.     

异构分布式实时仿真系统的容错调度算法

异构分布式实时仿真系统是一类特殊的实时系统,基于改进的SP(spare processor)容错模型(checkpoint-based spare processor,简称CSP)对其容错问题进行了研究.首先,根据仿真系统的特点提出了两个命题,这是后续工作的基础;而后,基于Markov链对仿真任务的最坏反应时间进行了分析,并提出了仿真任务的可调度性分析规则;最后,基于CSP容错模型和上述可调度分析规则提出了异构分布式实时仿真系统的容错调度算法CSP-RTFT.算法的仿真结果表明:该算法较之基于SP模型的算法SP-RTFT可获得更好的稳定性、更高的任务接收率;缺点是资源利用率比PB模型下的算法要低.     

实时产生式系统

产生式系统是一种重要的人工智能程序设计语言,但却比较难于应用到实时领域之中.本文在分析其在实时应用方面两个主要不足的基础上,对实现实时产生式系统的几种可能途径与方法做了较为深入的探讨.     

仿真计算机及实时网络技术的应用和发展

该文结合航空制导武器仿真发展的需求，在分析专用数字仿真计算机的特点的基础上提出了半实物仿真对仿真计算机和实时网络的需求，并且介绍了相关技术的新进展。实践证明仿真工作站和实时网络方案是完全可以满足仿真发展需求的。     

VPN准入系统与路由器的传输性能仿真测试比较

VPN系统数据传输过程,需要加密、解密,建立隧道等操作。为了测试自建的VPN准入系统传输性能,搭建了简化的仿真测试模型,利用网络业务和性能测试软件Chariot,与同配置试验机器搭建的路由器(基于相同版本的LINUX系统),进行了网络传输性能对比试验。在测试结果中发现:VPN系统采用的UDP传输协议较路由模式采用的TCP协议在大量数据传输时能体现高效特点。在某些特定的应用中,可以取代路由器和NAT设备,提高网络传输的安全性。     

VMIC和xPC下的分布式实时仿真与测试系统设计

提出了一种基于反射内存网和xPC的分布式半物理实时仿真与测试系统;采用xPC建立实时环境,通过反射内存卡组成实时网络,由AD、DA、DI/O、RS422等板卡组成信号采集与处理系统,来实现控制系统的快速原型化和硬件在回路仿真与测试;详细介绍了系统的功能及分布式布局设计,测试系统设计,xPC环境下S-Function的编写、PCI总线的基本概念以及xPC环境下编写驱动的关键问题,在此基础上实现了测试系统板卡在xPC环境下的驱动开发;最终实现了半物理仿真与测试系统的集成;仿真结果表明,板卡都能稳定工作,系统通讯稳定,数据误差小,具有较强的开放性和参考性。     

嵌入式软件仿真测试环境实时任务调度的研究

Vxworks操作系统是一个功能强大、而且独立于处理器的实时操作系统,它具有多任务处理能力和保证软件实时性的各种通信机制;在分析嵌入式软件仿真测试环境的多任务性和实时性需求的基础上,基于任务权重优先调度算法和系统的功能模块的紧急度调度算法,对系统的各个模块进行了合理的任务划分,并提出了单处理器下的基于信号量通信的静态权重优先级抢占的任务调度算法;确定了需要调度的任务集合,并给出了测试环境任务总体关联图及具体实现方法,通过Windview工具对任务调度和实时性进行了验证。