飞行安全及事故分析的三维仿真模拟系统的研究

利用3dsMAX平台,通过对飞行器移动轨迹数据(如飞机黑匣子里面的数据)的读取,结合三维GIS,实现多个视角同步观察多个飞行器移动过程的仿真模拟,由此建立了飞行安全及事故三维仿真模拟分析系统。该系统能加快事故分析速度,提高事故分析的准确性。     

一体化飞行器在线模拟飞行仿真系统设计

传统Web三维飞行模拟一般采用Flash、Siverlight等插件的方式。针对插件技术兼容性差，加载效率慢等问题，以Web端为载体，基于WebGL第三方图形库Three.js技术，研制一体化飞行器在线模拟仿真飞行系统。该系统无需安装任何插件，能够快速直接实现三维运动渲染。系统以气动数据为驱动，按控制时序模拟一体化飞行器飞行轨迹、飞行姿态，并同步展示各参变量曲线；系统通过粒子模型模拟飞行器尾焰，通过多视角变化实现飞行器不同姿态的展示，以增强飞行器仿真的效果。经X-51A虚拟飞行仿真测试，本系统能够辅助一体化飞行器轨迹设计，且能够在一般计算机上获得较好性能体验，能够为飞行器设计仿真研究提供参考。     

三轴气浮转台与空间飞行器姿控半实物仿真

在飞行器控制系统的设计过程中,半实物仿真发挥了重要的作用.尤其是在空间飞行器姿控系统的设计过程中,三轴气浮转台仿真起着很大的考核与验证作用,它有别于传统的三轴转台仿真,飞行器的动力学特性不是通过数学模型,而是由气浮台来模拟,可以更真实地模拟实际飞行试验,达到考核姿控设计方案的目的.该文介绍了一个应用实例,对三轴气浮转台的技术指标,半实物仿真系统的组成、工作原理与实际应用进行了详述.该三轴气浮转台系统已成功应用于某空间飞行器姿控系统半实物仿真试验中.     

四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器姿态控制是四旋翼飞行器控制系统的核心. 通过分析四旋翼飞行器的飞行原理,模型建立,设计了四旋翼飞行器的姿态控制系统;在该系统中采用STM32系列处理器作为主控芯片,MPU6050三轴加速度集和三轴陀螺仪惯性测量单元、磁力计等传感器用于姿态信息检测. 本文中传感器使用结构简单的数字接口对数据进行交换,运用模块化的思想对系统进行设计. 使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,最终实验结果表明,在实验平台上四旋翼飞行器飞行效果稳定,系统满足四旋翼飞行器飞行姿态控制的要求.     

一种低音四轴飞行侦查器的设计与实现

为使无人飞行器能够更好的完成侦查任务,设计了一种低音四轴飞行侦查器平台。首先进行了飞行器的结构设计、系统整体设计,然后对系统的硬件、软件进行了相应说明。最后对设计的整个系统进行了仿真调试。飞行器可以自主飞行或者遥控飞行。该平台结构合理、简约,充分符合空气动力学理论,飞行阻力系数小,并且环境适应力强,能够适应山地等不平地面,具备较强的侦查能力。     

某型飞行模拟器综合显示仿真系统设计

本文针对某型航空装备的综合显示系统的模拟需要,运用仿真软件设计开发出一套显示仿真模拟系统平台,该系统平台采用Visualc＋＋开发环境、基于OpenGL图形库和MapX组件进行软件开发,可模拟实现飞行座舱的各系统工作画面,是该型装备模拟器中的重要人机交互部分。     

三轴载人离心机加速度过载模拟算法开发与验证

在进行飞行员抗荷训练时,需要通过载人离心机实现复杂的加速度条件,因此开展三维变加速度过载模拟试验具有重要意义.本文针对上述需求,开展三轴载人离心机过载模拟算法开发与验证研究.首先,通过运动学分析建立三轴载人离心机的运动学模型;然后,应用移动平均平滑算法平滑输入过载,减少计算过程中俯仰角和滚转角的突变;在此基础上,提出三维变加速模拟的最优化算法,并进行验证.最优化算法以各离散时刻的位置、速度、加速度为优化决策变量,用运动学模型仿真加速度过载与预期加速度过载的误差建立优化目标函数,将过载模拟问题转化为最优化问题进行求解.计算结果表明：(1)移动平均平滑算法通过平滑输入过载,可显著减少俯仰角和滚转角的突变,(2)提出的最优化算法比传统算法能更准确地模拟预期加速度过载.     

无人机飞行仿真平台控制系统设计

为了便于在实验室模拟无人机在空中的偏航、俯仰、翻滚3个自由度的飞行姿态,设计了一套用于验证飞行控制系统的三轴转台半物理仿真系统;给出了系统的硬件结构和控制策略;转台系统采用TMS320LF2407作为核心处理器并采用旋转变压器作为反馈环节组成位置和速度的闭环控制;为了提高传统PID的控制精度,提出了一种速度、加速度前馈补偿PID控制方法,有效解决了位置随动系统的快速性和准确性这一矛盾;实验运行结果表明,该平台运行良好,控制精度高,能较好实现对无人机飞行姿态的模拟。     

四轴飞行器姿态控制系统设计

四轴飞行器具有不稳定、非线性、强耦合等特性,姿态控制是四轴飞行器飞行控制系统的核心;通过分析四轴飞行器的飞行原理,根据其数学模型和系统的功能要求,设计了四轴飞行器的姿态控制系统;该系统采用stm32系列32位处理器作为主控制器,使用ADIS16355惯性测量单元等传感器用于姿态信息检测;系统基于模块化设计的思想,各传感器都使用数字接口进行数据交换,结构简单;使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,实验结果表明,飞行器能较好的稳定在实验平台上,系统满足四轴飞行器室内飞行姿态控制的要求.     

基于ISA总线的无人机三轴仿真转台控制系统的设计

现代飞行控制系统研制过程中，飞行仿真试验是必不可少的重要步骤。三轴仿真转台则是半实物飞行仿真试验系统中最关键的设备，它用来真实复现飞行器在空中飞行时的角运动。目前，现有的三轴仿真转台不满足新型无人机仿真的特殊要求。本文介绍了一种适用于无人机仿真实验的三轴仿真转台控制系统的基本组成、总体设计及关键技术研究。     

四轴飞行器姿态控制系统设计

由于四轴飞行器系统具有不稳定、非线性、强耦合等特性,所以姿态控制在飞行器完成飞行任务的过程中尤为 重要。本文着重对飞行器姿态控制算法进行研究。首先对飞行器建立合理的坐标系,根据角度传感器所测得的角度,得到以 四元数表示的姿态转换矩阵。根据空气动力学原理,牛顿第二定律,对飞行器建立动力学模型,得到四个独立通道的控制输入 量,该控制输入量可以通过控制四轴飞行器各个方向的加速度来对飞行器进行姿态控制。     

基于飞控半物理仿真平台的模拟座舱及虚拟仪表系统的研究

模拟座舱及其虚拟仪表作为飞控半物理仿真系统中用户和系统交互的设备,具有重要的作用;利用Visual C++/GL Studio联合开发了虚拟仪表显示界面,并采用Socket通讯接收来自飞行仿真计算机的仿真数据,驱动程序根据相应的数据驱动仪表界面进行演示,向用户反馈飞行器的飞行状态;同时,通过模拟座舱的控制输入设备,将模拟操纵信号输出给实时网络,实现对飞行器操纵的目的;试验表明,该系统具有良好的人机交互界面,使仿真人员产生身临其境的"真实"感觉。     

六轴旋翼碟形飞行器控制系统软件设计及仿真研究

采用了控制不同电机转速组合的方法,对六轴旋翼碟形飞行器进行姿态控制,使六轴旋翼碟形飞行器在不同姿态下飞行时具有较好的性能;为了实现六轴旋翼碟形飞行器的飞行控制,对飞行器的控制系统进行了初步的设计,并且给出了控制系统软件设计流程图;同时以ProtuesISIS软件为基础建立了六轴旋翼碟形飞行器控制系统的仿真模型,并进行了仿真,仿真结果显示该控制系统能够满足六轴旋翼碟形飞行器起飞、悬停及降落等控制姿态的要求。     

飞行多功能显示器仿真系统的研究与实现

飞行多功能显示器仿真系统是飞行仿真系统的重要组成部分，该系统对于飞行器的动态特性、飞行品质、制导与导航精度评估具有重要意义。该文介绍了飞行多功能显示器仿真系统的组成和功能，并在Windows平台下以Visual C 和Windows GDI实现了该系统。该系统具有结构简单，图象逼真，信息准确，实时性好的特点，已成功应用于某型号歼击机飞行仿真系统。     

机动再入飞行器自适应自动驾驶仪设计

解决了机动再入飞行器在气动系数变化范围大和气动耦合严重等恶劣条件下的姿态和过载控制问题. 为了能充分利用飞行器可测量信息提高系统自适应能力, 提出了滚动通道状态方程参数辨识—级点配置—前馈补偿自适应控制和横向通道基于攻角反馈以过载为主控信号的变参数自适应控制的自动驾驶仪设计方法. 通过对某飞行器的制导控制系统仿真, 可以看出该自动驾驶仪使飞行器有很好的飞行性能.     

基于六维鼠标控制的飞行器仿真系统研究

本文介绍了在Windows系统平台,C 6．0的MFC基础类库环境下,采用OpenGL技术与串口通信技术实现的飞行器仿真系统的设计思想与程序实现方法。飞行器仿真系统由新型六维鼠标控制,具有六维飞行能力。仿真系统由虚拟飞行器、三维地形和六维鼠标控制系统三部分构成。     

飞艇飞行控制仿真系统设计

随着Matlab/Simulink开发平台在飞行控制研究中的大量应用,飞行控制仿真系统已成为飞行器飞行控制研究的重要手段。介绍了基于模型的飞艇飞行控制仿真系统的工作原理、硬件设计、软件设计,采用一体化设计思想,将仿真系统设计成根据需要可随意扩展的综合性仿真系统。该仿真系统利用Matlab/Simulink平台,搭建飞艇飞行控制相关的各运动及控制模型,在实时通信网络和虚拟视景工作站的支持下,能实现全数字仿真、半物理仿真、人-机交互仿真等实时仿真,可用于飞艇飞行控制系统的方案设计、研制、试验等全开发过程。     

基于LabVIEW的飞行器参数测量平台设计

基于LabVIEW设计了一种飞行器加速度、角速度及姿态角测量平台系统。硬件系统采用计算机、6轴惯性导航模块及USB转TTL模块;软件系统基于LabVIEW编写了飞行器加速度、角速度及姿态角的三维数据测量平台系统。该系统还可应用于船舶、汽车导航系统的加速度、角速度及姿态角的三维数据测量显示。实验结果表明,该系统易于控制,能方便地观察加速度、角速度及姿态角的三维数据曲线,并且当6轴惯性导航模块改变状态时,输出曲线均能随之改变并能快速达到新的稳定状态。     

基于MEMS加速度传感器的飞行器倾角测量系统设计

根据MEMS加速度传感器的工作原理和特点,研究了一种基于MEMS三轴加速度传感器和C8051F352单片机的飞行器倾角测量系统的实现方法;介绍了倾角的测量原理及整体框架,重点阐述了系统的硬件电路设计和软件设计;该系统体积小、功耗低且可靠性高,可用于各类飞行器的倾角指示和测量。     

基于组件的飞行模拟系统的软件结构

飞行模拟系统具有软件规模庞大,实时性、逼真度要求苛刻,分布式开发以及使用寿命长等典型特征,这就要求飞行模拟系统软件必需具备三个重要的质量目标:性能、可集成性和可修改性。本文给出了满足这些质量目标的通用软件构架模式。该模式分为模型管理和模型应用两大部分,通过向模型应用部分添加组件功能可以实现任何特定机型的飞行模拟系统;该模式采用周期性时间管理、基于事件的时间管理和混合时间管理三种时间管理策略;该模式结构简单,仅需要六个模块类型就可以实现对任何复杂程度的飞行模拟系统的完整描述。该模式已被应用于多台模拟器中,证明其在性能、可集成性和可修改性等方面达到了飞行模拟软件的特殊要求。