基于OpenGL的飞机刹车视景仿真系统研究

视景仿真作为飞机刹车半实物仿真的一部分,实现了飞机刹车仿真的可视化.在设计过程中将OpenGL、3DS Max和串行通信技术有效结合,解决了飞机刹车过程的三维视景系统模拟仿真问题.仿真软件以Visual C 为平台,采用开放型图形库(OpenGL)实现了飞机刹车过程可视化的场景绘制、纹理映射、视点变换及动画仿真,利用3DS Max建立了飞机实体模型,飞机刹车过程的动态演示随RS-485实时通信数据不断刷新,以实现飞机刹车过程的可视化处理、数据记录和视景回放.     

飞机防滑刹车系统的视景仿真设计及实现

针对飞机防滑刹车系统的特点,在Labwindows/CVI环境中利用OpenGL开发工具设计实现了飞机刹车过程的视景仿真.采用OpenCL和3DSMAX相结合的方法逼真、准确地完成了飞机模型设计;通过二次曲面模型、二维贴图、光照以及粒子系统等技术形象地虚拟出了飞机刹车的仿真环境;结合Labwindows/CVI中的图形控件和OpenGL函数实现了多窗口视景;采用RS-485总线技术解决仿真数据的实时通信.通过雨天刹车系统的仿真实例可看出,该系统较好的满足了飞机防滑刹车系统仿真的可视化要求,为飞机防滑刹车系统提供了逼真、实时的视景仿真环境.     

导弹对抗的视景仿真

在巡航导弹和地空导弹对抗仿真系统之上,将仿真结果以三维视景仿真技术展示。利用Multigen Creator建立巡航导弹、地空导弹和地形的三维仿真实体模型,以Vega作为视景仿真驱动和渲染软件,用导弹对抗仿真系统计算的结果来驱动视景模型,并在仿真中添加了特殊效果,如导弹的尾迹、爆炸场面等。文中详细给出了Vega提供的API的使用顺序和方法。最终开发出的视景仿真系统具有很强的沉浸感。     

基于Creator和Vega的红外飞行视景仿真

目前,红外飞行视景仿真已成为飞行仿真的一个重要研究方向,具有重大的军事和经济意义.针对视景仿真技术对于在夜视条件下也可以进行飞行仿真的问题,文中提出利用Creator建立三维地形模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和飞机效果;利用Vega中的SensorVision模块讨论了红外飞行视景生成技术,模拟在夜视条件下红外飞行视景环境,以及观察到的红外景象;利用C 编程,调用Vega API函数,开发了视景仿真程序,最后基于MFC完成了对于红外飞行视景仿真的软件界面的开发.开发和应用结果表明,该系统灵活通用,比基于OpenGL图形库开发的红外视景仿真提高了画面逼真度,缩短了开发周期.     

OpenGL在Vega Prime开发环境中的应用研究

分析了Vega Prime在视景仿真中相对于Vega的改进之处,讨论了基于Vega Prime的视景仿真框架,针对Vega Prime在视景仿真系统开发中对某些特效表达存在的困难,提出将OpenGL引入到Vega Prime中的方法,通过分析Vega Prime中的事件发布订阅机制,阐述了Vega Prime开发平台与OpenGL相结合的关键技术及开发方法,并将其应用于水下武器对抗视景仿真系统中的鱼雷自导声波显示和武器实体间通信链路可视化过程中,应用结果表明视觉效果逼真,弥补了Vega Prime在基本图形显示上的缺点,取得了良好的应用效果.     

飞机拦阻过程的三维动画模拟

提出了一种可行的建立飞机拦阻装置三维视景动画的方法。首先,通过Creator建立三维模型,然后,利用Vega将各个模型统一于同一场景下,再利用Lynx设置飞机降落轨迹,其中拦阻网部分通过Opengl产生拦阻网和飞机一起运动的效果。最后,整体构架通过它们之间的接口统一于VC,建立起逼真的飞机拦阻三维视景动画模拟系统,该系统较好地展现了飞机拦阻过程。通过实际对比分析,较之平面仿真具有更好的直观性和实用性。     

MultiGen Creator/Vega在高速列车运行视景仿真系统中的应用

随着计算机软、硬件技术的迅速发展,利用三维视景仿真技术动态描述列车运行仿真过程成为一个新的发展方向。简要介绍了开发工具Multigen Creator和Vega的特点。研究了利用Creator和Vega实现视景仿真的总过程。结合高速列车运行实例说明了利用Multigen Creator建立铁路三维模型的主要思路和过程,并详细分析了建模过程中的难点问题及相应的办法;还研究了利用Vega实现实时驱动的步骤和方法。仿真结果表明,基于Multigen Creator和Vega的高速列车运行实时视景仿真系统取得了良好的效果。     

基于Vega Prime的飞行复现仿真系统设计

将视景仿真技术应用于飞机的飞行复现仿真分析,为飞行员提供了飞行训练时的真实世界景象和场景的渲染效果,对于提高飞行训练效果具有重要的作用。文章基于Vega Prime开展飞行训练视景仿真系统研究,对视景仿真系统中的关键技术开展了研究,实现了飞行过程的复现、作战轰炸过程的再现,并对对地攻击结果给出评估。     

基于Vega的通用面向对象仿真程序

Vega已经成为视景仿真领域的主流开发工具，但其提供的API是面向过程的，为大型仿真系统的开发带来很大的复杂性，且程序的重用性很低。基于Vega的视景仿真系统在结构上有很大的相似性，且大部分程序代码具有通用性。该文结合Vega提供的接口和基于Vega的视景仿真系统的特点，将这些接口进行面向对象的封装，并提供一种通用的面向对象程序框架。     

MultiGen Creator/Vega在城市交通列车运行视景仿真系统中的应用

利用工具软件MultiGen Creator、Vega来实现实时视景仿真,介绍了工具软件MultiGen Creator和Vega的特点,探讨创建实时视景仿真的过程,并且结合轨道交通列车运行仿真视景的实例介绍了MultiGen Creator和Vega在虚拟现实技术中的具体应用.仿真结果表明,基于MultiGen Creator和Vega的轨道交通列车运行实时视景仿真系统取得了良好的效果,通过该仿真系统能够使学员在轨道交通列车行驶操控方面得到系统的培训和训练,而这无须到真正的列车上进行,从而保证了安全、缩短了学习时间并且降低了培训费用.     

嵌入式飞机防滑刹车动态测试分析系统设计

针对飞机防滑刹车系统测试中无法进行动态跟踪而难以采取最优系统控制策略的问题,设计了一种用基于ARM嵌入式系统的飞机刹车动态测试分析系统;该系统通过对飞机刹车中的机轮及其刹车盘建立数学模型,利用ARM嵌入式技术进行算法移植,实现了刹车系统的模拟及其动态过程的测试分析,解决了飞机刹车模拟和动态测试系统的实时性管理的问题;工程试验结果表明该嵌入式动态测试系统,能有效地模拟刹车过程,并动态跟踪和分析飞机刹车参数的变化。     

飞机防滑刹车系统动力学建模及仿真研究

完整的刹车动力学建模和仿真对飞机防滑刹车系统设计和性能研究有着重要意义.根据理论力学原理,在综合考虑飞机机体、起落架、轮胎特性的基础上,推导了适于飞机刹车的三维动力学模型,建立以机体、起落架、轮胎为主要实验对象的相对滑移率控制的防滑刹车系统仿真模型.仿真结果反映出风阻、侧风干扰、非对称着陆等环境因素及起落架和轮胎特性对飞机刹车系统性能的影响,所建模型较真实的符合实际物理过程.     

基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真

在飞机防滑优化控制问题的研究中,存在飞机防滑刹车系统响应速度慢、抗干扰能力差等问题。由于飞机着陆时发动机处在慢速工作状态,防滑系统处于复杂的非线性过程。为提高刹车效率,提出将遗传算法优化的模糊控制应用到飞机防滑刹车系统中。采用遗传算法对采用"串联二进制编码"的隶属函数参数进行联合优化,并将优化过的控制规则用于设计模糊控制器。将设计的控制器和刹车系统模型在Simulink环境下进行数字仿真。仿真结果表明,遗传算法的模糊PID控制,在飞机防滑刹车控制中,具有良好的控制效果和抗干扰能力,为防滑刹车系统控制设计提供了一条新的手段。     

Redhawk平台下飞机制动系统仿真研究

飞机制动系统的半物理仿真研究是提高飞机总体设计极为重要和有效的环节之一.以Redhawk并行仿真计算机为硬件平台,将刹车控制单元和液压模拟系统作为实物模型,在先进的SimulationWorkbench(SWB)仿真环境下对飞机制动系统进行了半物理仿真研究.经仿真测试,该仿真系统设计合理、有效,能够满足飞机防滑制动系统性能的要求.该系统对构建高性能飞机防滑制动系统的研究具有工程实际意义.     

飞机防滑刹车系统新型控制策略研究

飞机防滑刹车控制系统是重要的机载设备,对飞机的安全起飞和着陆有着重要作用.NASA研究数据表明,传统的PD+ PBM控制律在混合跑道刹车性能下降,且在低速段容易出现严重的打滑现象,导致系统刹车效率降低.对飞机防滑刹车系统的工作原理进行了分析,针对传统控制律的不足,提出了一种基于免疫PID的新型刹车控制策略.在计算机建立...     

基于滑模变结构的飞机防滑刹车控制器设计

以飞机全电刹车为研究背景,采用滑模变结构控制策略,设计刹车防滑控制策略,解决传统刹车效率低、机轮深度打滑、低速刹车性能差等问题.在控制策略中,以最佳滑移率为目标函数,设计滑模面,实现刹车防滑控制.由于滑模控制的强鲁棒性,可有效提高系统的抗干扰能力.仿真结果可知,滑移率控制在最佳滑移率附近,刹车效率高,可消除机轮深度打滑现象,防滑效果优良.     

多轮系防滑验证试验测控系统的设计与实现

在地面惯性试验台上进行刹车模拟试验,是目前国内外常用的测试机轮刹车系统功能与性能试验方法。充分地在地面对影响飞机刹车性能的问题进行验证和解决,使飞机机轮及刹车系统达到最理想的装机条件和工作状态,需要依靠先进的系统检测试验手段。针对此类问题,尤其是多起落架、多机轮配置的大型飞机刹车系统试验对于整个起落架性能及匹配性问题,开展了本系统的设计及验证工作。多轮系机轮刹车系统综合动力试验台验证及系统防滑试验具有系统监测控制、信息采集、数据解析、实时显示存储等功能,能直观地展示试验过程以及结果,进而全面验证大型飞机起降系统的综合性能。改良原来的多轮防滑刹车试验系统,完善并提供必要的试验条件,缩短了机轮试验研制周期,实现起落架、机轮、刹车系统集成的匹配性、协调性、安全性和可靠性测试,极大地降低了飞机试飞的风险和成本。     

基于DSP的飞机防滑刹车控制系统设计

在分析飞机防滑刹车控制系统组成及工作原理的基础上,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的飞机防滑刹车控制器.控制器采用DSP作为核心处理单元,设计了故障监控模块和AD采集模块等,结合等效滑模控制作为防滑控制算法,实现数字防滑刹车控制器的硬件及软件设计.结果表明,基于DSP的防滑刹车控制器运行可靠稳定,具有较高的刹车效率,能够满足飞机防滑刹车系统的要求.     

基于干扰估计的非对称运动下飞机刹车系统模型预测控制

针对飞机在非对称运动下的双侧机轮协调控制问题, 提出一种基于滑模干扰估计的模型预测控制方法. 首先, 通过对飞机制动过程横纵方向力矩机理分析并分别考虑左右机轮对刹车性能的影响, 建立全面刻画系统动态的地面滑跑动力学模型. 在此基础上, 设计滑模观测器对侧风干扰进行实时估计, 利用补偿机制实现对侧风扰动的有效抑制. 此外, 提出基于前轮荷载状态门限特征和结合系数阈值范围特征的分析方法, 解决切换跑道环境辨识问题. 设计非线性模型预测算法, 实现飞机纵向防滑刹车和横向跑道纠偏的协调控制. 最后, 在侧风干扰、跑道切换以及不对称着陆等情况下进行仿真实验, 验证了所提出的控制策略能够有效提升刹车系统的防滑效率及纠偏性能.     

无模型自适应控制在飞机防滑刹车中的应用

针对飞机防滑刹车系统的复杂性和非线性,在分析滑移率控制式飞机防滑刹车系统的工作原理基础上,提出了一种基于无模型自适应控制的飞机防滑刹车控制算法;该算法无需精确的动力学模型,直接利用输入输出信息实现飞机防滑刹车的最佳滑移率控制;仿真结果表明:采用无模自适应防滑刹车控制算法,在5s之内就能获得稳定的滑移率,为提高飞机刹车的效率提供了一条新的思路。