某飞机环境控制计算机仿真测试系统设计

通过研究机载环境控制系统控制功能,分析环境控制系统计算机接口和需求,设计了基于Vx-Works技术的实时仿真测试系统.该系统构建了反射内存实时网络,建立了飞机环境控制系统仿真测试模型.通过管理主控软件运行流程,实现环境控制系统计算机控制功能、性能手动测试和自动测试.     

飞行／推进综合控制系统设计与仿真

飞机飞行控制系统与推进系统间有很强的耦合作用,单独设计和发动机控制系统已不能满足需要。该文在单4独研究外部干扰对飞行性能和发动机性能的影响的基础上,根据他们相互的关系,建立了飞行／推进系统一体化数学模型,并在此基础上进行了综合控制设计,对所建的模型进行了仿真,结果表明飞机飞行状态和发动机的工作确实有很强的耦合,同时本文所设计的飞行／推进综合控制系统具有优良的性能。     

分布交互式实时三维飞行仿真平台的综合设计

针对基于高阶非线性系统数学模型基础上的飞行器控制系统设计难于验证的实际问题,在基于全数字飞机的非线性模型基础上,在分布式局域网的仿真环境下,利用飞行控制律实时算法、面向对象的编程方法、TCP/IP网络通信技术及计算机三维仿真等技术,构建了分布交互式实时三维飞行控制系统仿真平台,研究了该平台的软硬件构成、设计方法及相关的关键技术,并且在网络环境下分别开发了基于增益表和自修复重构的实时仿真算法,成功模拟了飞机在驾驶员在环和全自动飞行的情况,研究结果表明了该仿真平台在飞行仿真训练和教学中的实用性以及验证先进控制律的可移植性.     

飞行姿态控制系统半物理仿真平台开发

飞行姿态控制系统作为飞机姿态控制的重要组成部分，对飞机起降、空中姿态调整具有重要影响。为快速建立液压作动系统数值计算模型、飞行员操纵及控制单元、舵面及起落架演示单元等实验实物环节，基于 Automation Studio液压设计及仿真专用软件，设计与开发了某型飞机飞行姿态控制系统的半物理仿真实验平台。给出了飞行姿态控制系统半物理仿真平台软总体方案、硬件组成、工作原理及开发和实验流程。最后，以飞机方向舵为例，开发了包括液压油油箱、液压马达、控制阀门、作动筒及管道、溢流阀、限位开关等装置的数值计算模型，液压阀位置数字PID调节器，结合舵面及其加载演示系统PLC控制程序，配合现场人员的实际操控动作，开展了方向舵液压作动随动控制系统半物理仿真实验研究，试验并分析了飞机机翼液压作动系统位置随动过程中的运行工况，并记录关键的实验数据曲线，为飞行姿态控制系统研究提供了一种直观的仿真及分析实验方法。     

某型直升机半物理仿真系统的设计

飞控计算机是现代直升机控制的不可缺少的部分。研制功能完善的高性能飞控计算机是直升机发展的重要一步；在飞控计算机应用到直升机上之前，需要对其进行较为全面的仿真测试；文章结合飞行控制律的设计，开发了用于对飞控计算机进行全面测试的半物理仿真系统；主要完成了模型的建立和仿真，研制了基于嵌入式操作系统VxWorks及仿真工具软件MATLAB的主仿真系统并进行了调试；通过对其开环和闭环的调试以及仿真结果的分析表明，该系统对发送的飞机姿态信息能够进行实时显示和处理。满足飞行品质技术指标要求。半物理仿真结果可真实可靠的反映直升机的飞行过程。     

飞行控制与惯性导航仿真训练系统的研究

虚拟现实技术和仿真技术是模拟器研究中的关键技术。该文针对某型飞机飞行控制与惯性导航仿真训练系统的研制，以构建三维座舱仪表、驾驶仪操纵台、飞机运动特性和惯导模拟器为目标，采用面向对象的软件建模思想、模块化的软件设计思想和多种相关技术，设计实现了“飞行控制与惯性导航仿真训练系统”。该系统是一个既能训练飞行员熟悉操作环境和操纵飞控系统控制飞机飞行，又能训练领航员熟练操作惯导及领航技能的软硬件结合的综合仿真训练系统。文章对系统的设计原则、功能、构成及实现方法进行了阐述，给出了测试航线图，并实现了与其他模拟器的组网对接。     

基于软总线LabMap的松耦合分布式控制系统研究

随着现场总线技术的发展,传统的控制系统结构开始向大规模的分布式控制系统方向发展,如何提供子系统之间跨网络访问时的松耦合,提高系统整体性能是工业自动化控制领域研究的一个重要课题;基于LabMap软总线和Phoenix Contact现场总线I/O系统的松耦合分布式控制系统应用模型提供了一个可行的解决思路,该模型应用了软件和硬件设备抽象,在系统配置、控制效果和性能上相对于传统的控制系统有重大的改进,其基于分布式网络的远程控制支持的多种模式能更好地适应工业控制领域的多种应用需求;最后,在MATLAB/Simulink仿真控制平台上,通过系统仿真验证了其可行性和高性能.     

飞机环境控制系统计算机仿真模型库的开发

介绍了飞机环境控制系统中发动机引气、热交换器、管道、文氏管以及阀门等部件的数学模型。在此基础上,采用分模块建模的思想,利用MATLAB/SIMULINK仿真平台开发了飞机环境控制系统计算机仿真模型库。所开发的模型库具有仿真速度快、通用性以及实时性好的特点。利用该模型库可任意构建飞机环控系统仿真模型,完整地仿真我国现行的飞机环境控制系统,并对其进行稳态及动态性能仿真计算。以某型飞机环境控制系统为例,利用该模型库构建了环控系统完整的全流量仿真模型,并给出稳态计算结果和动态响应分析。     

飞行控制系统动态实验平台的设计

飞行控制系统在现代飞机中有着举足轻重的地位,它的性能好坏直接影响着飞机系统的整体性能,而飞行控制系统又是非常复杂的系统,在实验室环境下对其进行必要的实验研究非常困难。该文论述了采用仿真技术,构建飞行控制系统动态实验平台的方法,给出了系统的原理框图,介绍了系统各部分的组成及功能,并对系统设计中的几个关键技术,飞行数学模型的建立、计算机软件、硬件接口和通信技术等的实现进行了较深入的分析,介绍了具体的设计方案。     

机载电子与维修系统仿真模型集成算法研究

随着飞机系统结构的复杂化和维修系统仿真模型的多样化,飞机维修系统仿真模型的集成存在基础层直接集成难度大和复用性差等问题;基于逆向推理的系统仿真模型集成算法以目标问题为导向逆向推理模型数据,经不同知识层次匹配查询目标模型,将模型集成过程转变为问题求解过程,降低了直接对目标建模的复杂程度,最终建立集成网络,实现决策、模型和数据的综合集成;经验证,该算法在飞机维修训练器的仿真系统模型集成中具有良好的性能.     

军用飞机运动性能仿真系统设计方法

军用飞机飞行仿真技术是目前军事仿真领域的热点技术并具有广泛的应用前景.飞机运动性能仿真则是整个飞行仿真系统中的核心内容,它在三维空间内对飞机的运动性能进行模拟展现,并为飞行仿真系统的其它组成部分提供仿真的基础平台,其仿真的效果将直接影响到飞行仿真的整体效果.设计了军用飞机运动性能仿真系统的总体方案,通过图例描述了系统内外部接口的设计情况,然后总结构建了军用飞机运动性能仿真的建模思路和数学模型,并寻找了目前较好的模型解算方法,旨在为系统开发者提供一种设计方法上的启迪.     

网络控制系统的性能优化研究

网络控制系统(NCS)是基于网络的分布式控制系统。文章结合网络调度和系统控制,以网络的可调度性和系统稳定性为约束条件,给出了NCS的性能优化模型,并利用基于Matlab/Simulink的实时控制系统仿真软件包True Time对其进行了仿真。仿真结果表明:该方法既提高了控制系统的性能,又优化了网络调度性能,提高了网络资源的利用率。     

基于VAPS的FMS CDU 实时仿真系统开发

基于VAPS建立了飞行管理系统控制显示组件（CDU）实时仿真系统。在满足真实性和可靠性的前提下，给出了基于VAPS的CDU设计方法。建立了一个通用的、基于网络连接的飞行管理系统的CDU模型。在满足实时性要求的前提下，实现了飞机管理系统中控制显示组件的动态图形仿真以及在实时环境中飞行计划的生成。对飞行计划的生成进行了讨论，解决了仿真中的一些关键技术，并实现了在实时运行环境中的故障处理、数据传输及通信功能。为达到一个完整的FMS仿真系统打下了基础。     

基于广播内存网络的无人机飞控实时仿真系统

该文提出了一种基于广播内存网络的无人机飞行控制实时仿真系统的设计与实现,文中阐述了广播内存网络的功能特点,它能实现网络中点对点、点对多点的实时通信。系统硬件平台采用了基于网络的多机分布式体系结构。系统软件采用了YC 6．0设计语言。该系统能够模拟无人机动力学、运动学特性,输出机载传感器信号,具有实时性高、可靠性高、性能价格比高、扩展性好的特点。实际使用结果表明系统性能良好,完全满足飞行控制系统半物理实时仿真试验的要求。     

飞行视景仿真系统研究与实现

针对视景仿真系统开发费用大、周期长的缺陷,提出了一种利用开源的Irrlicht图形渲染引擎的开发方法.首先,基于飞机六自由度运动模型,提出了Irrlicht环境中飞行运动数学表示和C++语言描述方法;通过对Irrlicht的二次开发,构建了交互式飞行视景仿真系统的模块化功能结构,仿真了一个逼真的飞行三维视景.基于以上设计,通过键盘输入命令来改变飞行状态,从而驱动Irrlicht图形渲染引擎,最终实现了飞机运动的交互式飞行视景仿真系统.通过试验可以证明,飞行视景仿真系统具有良好的交互性和实时性,可扩展性强,开发周期短,系统建设简单,使用方便等优点.     

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。     

基于局域网的某型防空导弹实时飞行动态监控系统

该文介绍了一个结合仿真和计算机网络技术，构造的“基于局域网（LAN）的某型防空导弹实时飞行动态监控系统”，详细说明了它的功能结构，硬件组成和主要的技术特点，为构造其他仿真系统提供了一些参考经验。     

一种用于空战仿真的模糊-自适应控制系统

该文综合应用模糊控制技术，自适应控制技术和遗传算法设计了一种通用的混合型飞行状态控制系统，用于模拟飞行员在空战时对战斗机的基本控制功能。首先，我们根据飞行员的驾驶经验构造了一个模糊控制器，并用遗传算法对其优化。然后，将所得到的模糊控制器与战斗机仿真模型一起作为一个控制对象，用自适应控制方法进行,以提高整个控制系统对不同战斗机模型的适应能力。仿真结果表明，这种控制方法取得了良好的控制效果，用于多种型号的战斗机模型。     

飞行仿真系统中舵机特性建模与模型降阶

针对某型电液伺服舵机特性，首先建立了线性数学模型，在此基础上推导出了传递函数。其次针对该传递函数阶数较高，难以在仿真系统中实现的问题，通过基于Gram矩阵的均衡模型降阶法，运用matlab工具箱对该传递函数进行降阶处理，得到了降阶最小实现模型。然后对原始高阶函数和降阶后函数分别进行了仿真试验，比较测试结果发现，两者仿真曲线基本一致，符合要求。最后将最小实现模型加入飞行仿真系统进行测试，结论表明该系统性能良好，完全能够替代真实舵机进行飞行控制系统仿真试验。     

基于主动控制技术的仿真系统

为了对主动控制技术的优越性能进行直观的展示,讨论了一个基于主动控制技术的仿真系统的设计与实现.系统采用分布式仿真技术、网络技术、虚拟现实技术和控制技术来建立具有主动控制技术的飞行控制仿真平台.运用实时图像处理技术、动态视景、计算机实时仿真和虚拟仪器,对飞机主动控制技术的主要功能进行模拟.仿真结果表明,系统较好地满足主动控制技术的控制特点,并且满足了视景仿真实时性和逼真度的要求.