民机地面滑跑建模与仿真

研究了民机地面滑跑过程中的建模和仿真问题。主要对起落架在正常及其故障情况下的建模进行了深入研究,并针对数字仿真过程中出现的速度震荡问题提出了一种解决方法,在Simulink中实现模型并进行仿真。结果表明本文所建立的模型和提出的方案能够正确反映民机地面滑跑时的运动状态,为进一步进行控制律设计和地面运行仿真奠定了基础。     

轮式无人机地面滑跑模型的建立

无人机地面滑跑模型的建立是起飞、着陆阶段地面滑跑控制律设计及实时系统仿真开发的基础。建立某轮式无人机的起落架模型和轮胎模型,将无人机质量分为弹性支撑质量和非弹性支撑质量两部分,在无人机滑跑时,对两部分进行动力学分析,建立无人机的地面滑跑模型,并对无人机地面滑跑模型进行加速和减速滑跑的仿真测试,最终的仿真结果表明模型正确。     

无人机自动起飞地面滑跑技术的研究与仿真

针对无人机在自动起飞过程中,地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同的情况,通过详细分析无人机的地面转弯受力情况,建立无人机的地面滑跑侧向模型。采用操纵前轮偏转,设计自动起飞侧向控制律,以方向舵为辅助来纠正无人机滑跑过程中出现的侧向偏离,实现无人机地面滑跑侧向控制。并在Matlab/Simulink平台上对其仿真,仿真结果表明所设计的模型可用,控制律效果良好,满足设计要求。     

摇臂式起落架无人机地面滑跑数学模型与仿真

针对具有摇臂式起落架无人机的地面滑跑数学建模问题,通过充分地分析无人机起落架缓冲器的运动特性,考虑机轮滚动摩擦特性、主轮刹车特性及机轮侧偏力对无人机的作用,同时考虑气动力及其力矩,根据刚体动力学和运动学理论,建立能全面反映无人机地面滑跑物理运动特性的六自由度非线性全量数学模型。以某无人机为例,进行了数学建模与仿真分析。仿真结果表明,所建立的六自由度非线性全量数学模型能真实地反映出无人机地面滑跑物理运动特性。     

航空、航天与航海工程

0619321水面舰艇“自助式”模拟训练环境生成研究〔刊,中〕/王望//指挥控制与仿真.—2006,28(2).—95-98,110(L)0619322某型无人机着陆过程中地面滑行段的建模与仿真〔刊,中〕/李峰//指挥控制与仿真.—2006,28(2).—91-94(L)无人机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同,建立无人机在这一阶段的数学模型,对进一步深入研究实现无人机安全着陆具有重要意义。本文以某型无人机为背景,对无人机进行详细的受力分析,研究并建立了地面滑行阶段的非线性数学模型,并在Matlab/Si mulink平台上对其进行仿真,通过仿真结果与实际飞行状态…     

基于地面桥载空调的飞机客舱温度系统建模及控制

针对基于地面桥载空调的民航飞机客舱温度控制中的系统建模问题,采用基于机理建模以及参数辨识相结合的方法,建立了系统的数学模型,并采用模糊PID进行了仿真控制实验。首先详细分析桥载空调给飞机客舱制冷的工作原理;在此基础上,通过线性化假设,机理建模以及参数辨识相结合的方法,建立系统模型;最后采用模糊PID控制算法,进行闭环控制仿真实验,实验结果证明了系统模型的合理性。该模型对从事飞机地面空调控制的研究具有参考意义。     

基于高空平台站通信的三状态宽带信道模型

针对高空平台站通信系统中地面终端在大的环境范围内运动时的信道特性,文章提出了一种基于数字地貌的三状态切换信道模型,并且引入数字地貌模型,对仿真场景的地面特征进行了数字建模。仿真结果表明,该信道模型能够准确反映链路性能,对系统设计具有指导意义。     

粗糙地面上复杂目标的正向散射中心参数化建模研究

为了研究复杂目标与粗糙地面的复合电磁散射,提出了一种粗糙地面上复杂目标散射中心参数化建模的方法.首先对复杂目标进行高精度三维几何建模,同时对地面的三维几何模型进行数值模拟.然后直接从模型出发,采用射线分裂追踪技术对空间射线进行标记与归类,将复杂环境和目标的强散射源进行分离及定量表征.最后基于属性散射中心模型形式,正向确定散射中心模型的参数,构建粗糙地面上复杂目标散射中心参数化模型.文章给出了裸土上坦克的散射中心参数化模型,并将重构的合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像与可信的高频算法仿真SAR图像进行对比分析,重构结果与仿真结构具有较好的一致性,验证了对该类目标进行参数化建模的有效性,拓展了正向参数化建模目标适用范围.     

无人机信息传输系统仿真设计

无人机在现代战场通信中具有独特优势和重要地位.无人机信息传输系统可用于地面测控站和无人机之间的信息交换.为了更好验证系统功能,对无人机信息传输系统进行仿真设计,建立包括地面测控站、中继卫星、中继飞机、无人机和有人机在内的仿真场景.通过OPNET网络仿真软件对系统的网络模型,节点模型以及进程模型进行了建模,基本实现了信息传输功能,并对仿真结果进行分析.     

Scheme语言的LED自由曲面透镜快速建模方法

传统的自由曲面透镜建模通常需要多个软件共同协作完成,其建模过程繁琐,且由于不同软件之间的不兼容会导致模型在导入光学仿真软件时出现微小形变。提出一种在光学仿真软件中利用Scheme语言直接进行快速建模的LED自由曲面透镜建模方法。根据光源辐射特性和需要实现的照明面上的能量分布,采用划分网格法,利用Snell方程和能量守恒定律, 沿经纬方向分别迭代求解, 在得到自由曲面各节点坐标后,分别采用3D建模软件和Scheme语言编程构建透镜模型。通过光学仿真软件,模拟计算了100万条光线,直径1mm的光源在距离地面10 m、面积为40 m10 m的照明区域内的照度分布。结果表明:利用Scheme语言在光学仿真软件中直接快速建模避免了模型从3D软件导入光学仿真软件时产生的微小形变从而使光照均匀度由67%提升到93.5%。同时Scheme语言编程建模仅需5 s,建模速度远高于3D建模软件。     

空中目标红外辐射特性计算与实时仿真

飞机红外仿真图像是空中目标红外识别算法的重要数据源,为改进飞机红外仿真效果并提高仿真实时性,在细节部分修正了现有红外计算方法并搭建了仿真平台。首先,全面分析了影响飞机红外辐射特性的因素,基于黑体辐射理论建立了蒙皮、尾喷管、尾焰、蒙皮对环境辐射反射的红外计算模型,修正了蒙皮温度和飞行速度这两个影响因素的计算方法;其次,基于VS2005 C++和三维渲染引擎OpenSceneGraph(OSG)搭建了一套仿真平台,该系统能动态改变飞机红外效果,实时生成飞机红外图像。实验结果表明:红外计算结果更精确,可以为空中目标红外识别算法提供数据;单目标仿真速率在100帧/s以上,满足实时仿真的要求。     

民机雷击附着区域的划分仿真研究

雷击直接威胁民航飞机的飞行安全,雷击附着点和雷击附着区域的划分是雷击防护设计的首要步骤。基于此,采用三维电磁仿真软件CST 中电磁工作室,利用边界单元法对多个等比例民机雷电附着区域划分进行有限元仿真分析研究。通过MATLAB 软件线性拟合民机1A 区域边缘结构电场强度与飞机最大电场强度的比值和飞机尺寸的关系,根据拟合公式对国产民机雷击附着区域完成划分,仿真分析结果与标准理论分区进行对比。结果表明,该拟合结果有效,对民机的雷击防护设计有着重要的参考意义。     

基于ADS-B趋势信息的民航飞机跟踪算法

为了有效提高飞机的跟踪精度,获得准确的飞机监视信息,针对民航飞机运行 的特点以及ADS-B信息的特征,充分利用ADS-B趋势信息报告和当前统计模型的优点,提出了 一 种基于ADS-B趋势信息的当前统计模型改进算法。该算法能够将直线运动和转弯机动飞行中 的跟踪误差都稳定在60 m左右,证明了该算法适用于所有飞行阶段,提高了当前统计模 型跟踪算法的精度和适用性。     

一种基于DDS协议的分布式仿真网络设计

民用飞机在复杂系统集成过程中仿真模型来源众多,没有统一的数据接口和通信协议,造成在使用前需要做大量的适配工作。为解决这一问题,文中提出了一种基于DDS协议的分布式仿真网络,物理层使用以太网作为传输介质,并采用IEEE1588协议构建全网时钟同步,实现了一个通用的仿真模型运行环境。在应用过程中面向参数而无需关心底层通信协议,降低了仿真模型在系统集成过程中的使用难度。     

星光导航成像的气动光学效应影响研究

给出了针对吸气式高超声速飞行器（ABHV）的飞推一体化参考轨迹,分析了其对星光导航成像影响。基于吸气式高超声速飞行器强耦合特性,结合星光成像导航技术特点,以飞推耦合度最小为优化指标,考虑ABHV的攻角、燃油当量比、攻角变化率和隔离段激波串位置等多约束特性,采用一种多约束最优化方法,得到了适合星光导航应用的参考轨迹,并分析了该轨迹下星光成像性能退化情况,进一步挖掘了发动机稳定工作和飞行器高精度打击等具有核心竞争力的总体性能指标的潜力。以某型ABHV为例,在精确的仿真模型基础上,进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法有效、可靠。     

动态扩展蚁巢模型的通航报告位置预测算法

为满足我国通用航空器动态预测的迫切需求，提出了动态扩展蚁巢模型的通航报告位置预测算法。该算法根据错误报告点预测信息动态扩展新蚁巢，根据蚁巢间的相互排斥性将扩展的新蚁巢与临近蚁巢间的路径点添加到路径禁忌区，从而减少路径点选择范围，降低迭代次数及收敛于局部最优解的概率，在提高算法正确率的同时兼顾搜索效率。仿真实验表明该算法能够满足通用航空器动态预测的业务需求，为保障通用航空器安全飞行提供技术参考。      

先进的民用飞机机载系统集成流程分析

为解决现有民用飞机机载系统设计流程难以在设计前期发现顶层设计偏差的问题,对现有的瀑布式设计流程、V形设计流程及螺旋形设计流程进行了详细分析及对比,总结了各自在系统设计中的优势和局限性,提出采用螺旋形流程对V形流程进行改造的设计方法。该方法强调在设计前期采用模型对设计结果进行充分仿真验证,发现前期设计偏差,进行反复迭代,完善设计;在后期系统综合各阶段进行充分的综合测试验证,并根据结果对系统设计进行修正,确保系统满足前期各项需求。经详细分析表明,该流程集中了传统设计方法的优点,能在设计初期发现各种问题,具有很好的可行性。     

RBCC动力飞行器上升段轨迹优化设计

针对火箭基组合循环（Rocket Based Combined Cycle,RBCC）动力系统工作模态复杂、与飞行状态耦合程度高的特性,建立了一种适用于RBCC动力高超声速飞行器的动力段轨迹优化模型。同时,针对RBCC动力飞行器,基于凸优化理论建立了上升段轨迹优化设计框架和求解策略。在此基础上,进行了上升段末端机械能最大算例仿真。仿真结果表明,相关模型和轨迹优化方法具备良好的可行性,优化结果符合RBCC动力系统工作特点。论文提出的轨迹优化方法可有效处理复杂工作模态下RBCC助推飞行器上升段轨迹优化问题,为未来关于这一类轨迹设计与优化的工作提供了一些新的思路。     

基于Goertzel算法的选呼译码FPGA模块设计

选呼译码器是民航飞机的关键航电设备之一。针对传统选呼译码设备体积大、功耗高、可靠性相对低等不足,提出了一种基于FPGA芯片的选呼译码解决方案。Goertzel算法作为一类快速DFT算法,可高效解算DTMF信号中功率较大的频率点,己成为选呼译码的主流算法。将Goertzel算法嵌入FPGA芯片,可实现选呼译码器的高度集成化并降低功耗。结果表明,提出的基于FPGA的解决方案对新一代小型化选呼译码设备研发具有较好的参考价值。     

基于JSBSim的可视化飞行仿真系统

为了模拟一个具有高真实感飞行动力学模型,并且扩展后可以与联合作战仿真系统中其它武器装备进行交互的飞行器,本文使用Unity开发了一套基于JSBSim飞行动力学模型的可视化飞行仿真系统.该仿真系统先对输入设备的输入数据进行解析,然后利用JSBSim飞行动力学模型进行计算,最后根据计算结果对飞机的姿态、位置和速度等信息进行...