小型四旋翼直升机的建模与仿真控制

针对实现对小型四旋翼直升机的飞行控制,为提高飞行性能和加强稳定性,根据四旋翼直升机特有的机械结构和飞行原理,利用牛顿-欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的飞行动力学数学模型,而且对该型进行了合理的简化.同时在Matlab/Simulink仿真环境下,采用直升机动力学模型搭建了模块化、层次化的系统仿真图,并通过PID控制算法对直升机悬停状态进行仿真,实现了直升机姿态控制.仿真结果表明在具有小扰动的条件下,模型能够仿真小型四旋翼直升机的飞行状态,满足直升机飞行姿态的控制要求.     

以战术协同为目标的直升机运动性能仿真

为了在直升机模拟作战平台上实现任务规划和战法推演.使模拟直升机能够具有和真实飞机相同的运动特性.从直升机战法模拟这个工程应用的角度出发,通过直升机已知的部分飞行性能特点,运用滑流理论推导出一套直升机旋翼需用功率及可用功率的计算方法.并根据工程应用对直升机性能需求的侧重点,运用飞行动力学建立直升机运动的简化模型.最后用编程工具进行仿真.并将直升机的功率分析应用到其运动模型之中.仿真结果表明该方法是可行的.     

面向控制的高超声速飞行器六自由度建模与分析

针对一类三维高超声速飞行器构型,给出了刚体飞行器六自由度模型综合建模法.采用斜激波与Prandtl-Meyer膨胀波关系式等空气动力学理论,计算飞行器机身表面的气动力、控制面受力及推力.采用逐步回归的曲线拟合方法,建立了飞行器面向控制的曲线拟合模型,并分析了六自由度模型的动态特性.结果表明,曲线拟合模型降低了机理推导模型的复杂度,并保留了气动与推进系统的耦合性,为飞行器控制器设计提供依据.     

基于模糊树逆方法的高超飞行器变质心控制

本文针对高超飞行器变质心姿态动力学模型所具有的高度非线性、多变量、强耦合特性,通过合理的简化,得到了一个耦合的非线性动力学系统;根据简化模型的特点,将该模型分为俯仰偏航通道模型和滚动通道模型,通道间耦合视为扰动.应用模糊树模型逼近俯仰偏航通道的逆模型,实现了俯仰偏航通道解耦线性化,对各线性子系统设计闭环控制器,实现了飞行器俯仰偏航通道姿态角的跟踪;应用预测变结构方法保证了滚动通道的快速稳定并且无抖振现象.最后,将该方法应用于高超飞行器姿态系统控制的仿真研究,表明了本文方法的有效性和可行性.     

五自由度上肢康复机器人动力学建模及仿真

分析了五自由度上肢康复机器人的系统结构,构建出新的系统简化模型,并利用拉格朗日动力学法建立康复机器人简化动力学方程,提出了一类机器人简化建模的新方法.在Matlab中用V-realm Builder工具建立5-DOF上肢康复机器人三维虚拟仿真模型并进行虚拟仿真.仿真结果表明,简化的动力学模型在康复机器人控制中应用效果良好,理论响应曲线与实际响应曲线误差较小.该方法建模过程简单、快捷、有效,适合现代计算技术的发展,为康复机器人系统的优化设计及运动控制提供了理论依据.     

某型飞行器的运动模型建立及仿真

为解决大型联合作战仿真系统中飞行器建模需求,从军事概念模型和软件模型两个角度梳理了飞行器建模要素,建立了飞行器的飞行轨迹仿真模型.为建立落点精度估计模型,提出了利用试验数据改进飞行轨迹仿真计算模型的优化方法,并进行了仿真打靶计算.计算结果表明,飞行器仿真模型在程序优化和计算效率方面都取得了明显的效果,能够满足联合作战仿真系统设计需要,并且保证较好的计算精度.     

直升机机动飞行的数学描述及仿真

直升机机动飞行的研究对于直升机空战战术具有十分重要的作用,为此首先介绍了直升机机动飞行的数学描述及仿真方法,即在直升机三自由度模型下用数学方法对直升机机动飞行轨迹进行描述,得出完成机动动作需要施加在直升机上的控制指令,通过指令转换模型将控制指令转换为操纵直升机的操纵量,然后在直升机飞行动力学模型下对机动飞行进行仿真。然后分别对直升机"加速减速"机动和"障碍滑雪"机动科目进行了数学描述和机动飞行仿真,仿真结果验证了数学描述及仿真方法的可行性。     

基于ADAMS的多刚体动力学简化建模与仿真

摘 要：应用多刚体动力学理论在 ADAMS 软件中对复杂模型进行简化建模与仿真,解决 复杂模型在 ADAMS 中建模过程繁琐、仿真过程计算效率低等问题。首先对简化建模方法的多 刚体动力学理论进行了分析;然后提出了基于 ADAMS 简化建模的具体方法,着重研究了使原 模型和简化模型中心主转动惯量、中心惯量主轴连体基方向相同的数学方法;最后,将该简化 建模方法应用到过山车单车模型上,并对仿真结果进行对比分析。结果显示基于 ADAMS 的多 刚体动力学简化过山车模型与原模型的仿真效果基本相同。该简化建模方法能有效提高复杂模 型在 ADAMS 中的建模效率和仿真的计算效率。     

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。     

直升机座椅舒适性研究的仿真分析

针对当前直升机座椅舒适性的研究,还缺少生物力学仿真分析的问题.首先采用AnyBody模型系统构建了“座椅-人-操纵装置”人机交互模型,然后利用逆向动力学对人体五个主要受力部位的最大平均肌肉活动水平和腰椎L4-L5之间的压力进行了仿真分析,结果表明,座椅靠背倾角、座椅前后调整距离、座垫摩擦系数和腰靠等相关座椅参数对人体舒适性具有不同程度的影响.最后,建立了人体舒适性与相关肌肉活动水平的函数关系,为直升机座椅的舒适性研究提供了一种量化方法.