基于VegaPrime战斗机飞行视景仿真系统研究

为实现对战斗机真实飞行过程的飞行视景仿真,深入研究了操纵杆、Multi Gen Creator、Vega Prime、Visual C++及MATLAB/SIMULINK之间的数据接口技术,通过Multi Gen Creator和Vega Prime建立战斗机三维动态场景,由MATLAB/SIMULINK建立战斗机数学模型进行飞行参数解算,设计了战斗机飞行视景仿真系统。视景仿真结果表明:该战斗机飞行视景仿真系统摆脱了过去应用各类传统视景仿真软件无法模拟战斗机真实运动规律的局限性,实现了战斗机飞行参数与三维视景的无缝衔接,能够真实地模拟战斗机飞行过程。该系统对飞行模拟器的研究及飞行员训练具有一定的参考价值。     

我国试制成功六自由度飞行仿真模拟机系统

中国民航大学航空地面特种设备研究基地突破飞行模拟机研制中的飞行仿真、运动控制、视景系统等19项关键技术,成功试制出“六自由度”飞行仿真模拟机系统。     

某型运输机工程飞行仿真研究

国产某型运输机工程飞行模拟器是按美国联邦航空管理局(FAA)和中国民用航空局D级飞行模拟机的技术要求设计,在功能上既可以满足飞机工程设计仿真需要,也可以满足飞机飞行员模拟训练需要.对该模拟器在仿真座舱设备、视景系统仿真技术、飞行建模技术、六自由度电动平台技术等方面都进行了深入的研究.     

导弹飞行过程的虚拟现实

基于Vrmlpad软件平台,应用VRML开发导弹飞行过程仿真,通过交互界面的设计、三维对象的建模、模型的数据驱动以及视点的变化,建立了导弹的三维模型,制作了地形、天空等三维仿真场景,该系统能够实现导弹飞行的可视化仿真,可通过视景仿真终端从任意角度和距离观察导弹的飞行过程。     

基于视景仿真的光电经纬仪模拟训练器

研究了一种用于光电经纬仪模拟训练的三维可视化视景仿真系统的实现方法,介绍了模拟训练系统的组成及虚拟环境中视景表示与生成方法。采用Visual C++和OpenGL编程技术实现目标飞行场景立体仿真、飞行轨迹实时显示。运用OpenGL函数库研究了目标跟踪场景仿真模型的建模方法、特殊效果产生技术、模型的数据驱动及视点变化技术。在实现目标三维飞行场景实时显示的同时进行人机交互控制,最终可从任意距离和各个不同角度实现飞行器飞行、操作手模拟跟踪的视景仿真。     

某型飞机工程飞行仿真数据管理系统

针对某型飞机建立一个工程飞行仿真数据管理系统.采用此系统对该型飞机进行仿真试验,并与真实典型飞行数据对比,仿真结果吻合度较好.研究表明,此飞行仿真系统能够反映飞机真实的飞行特性,并且数据管理系统能够给用户提供较好的编辑及试验平台.     

基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的研究

深水航行器操纵仿真系统可用于人员训练、深水航行器性能及相关设备性能的研究．文章介绍了基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的体系结构设计、功能特点和六自由度水动力数学模型．针对海底视景具有覆盖范围广、数据量大等特点,提出了一种海底虚拟场景的建模方法和高效视景数据库的设计方法,并对视景驱动程序需要重点解决的几个问题：探照灯照明效果、机械手深海作业、声呐测距仿真、深海热液矿动态仿真和多通道视景系统的同步等作了深入介绍．这些技术和方法已成功应用于深水航行器操纵仿真系统的研制。     

飞机空战仿真中机动指令生成器设计

针对大规模空战体系对抗仿真研究过程中飞机运动仿真所需的3自由度质点动力学模型，分析了机动指令生成器设计原理，并以指挥自动化系统给出的航路导引指令为例，建立了航路飞行机动指令生成器数学模型。最后给出了1个飞机在航路导引指令要求下的飞行仿真算例。正确的仿真结果验证了指令生成器数学模型的合理性。机动指令生成器能够完成仿真任务，从而将在飞机飞行仿真中得到广泛应用。     

多种飞行器通用仿真框架研究与设计

飞行仿真系统设计是从事航空航天飞行器研发的必要手段,各类飞行器的构成框架具有一定的通用性,但各自又具有自身的特点.现有的飞行仿真系统普遍表现出通用性不足,代码复用性差的特点,导致新的飞行仿真系统开发过程复杂,增加研发成本,因此如何提高飞行仿真系统设计的效率是需要研究的重要问题.本文通过对飞行仿真系统设计过程中的主要模块进行通用性分析,利用C++语言中类库的特点,设计了一套可用于多种飞行器仿真系统设计研发的通用仿真框架.本文以某拦截弹弹道仿真为例,通过通用仿真框架能够方便有效地实现目标飞行器仿真系统的设计工作,从而可以验证仿真框架的实用性.     

基于OSG的飞行仿真系统视景平台的研究与开发

分析了飞行仿真系统的特征,并对其应用需求进行分析,在此基础上完成了系统视景平台的规划与设计。采用OpenSenceGraph(OSG)开源场景图形库对视景平台进行开发,针对需求分析实现了飞行仿真系统视景平台各模块的基本功能。     

在飞行模拟器中实现雪的实时模拟

基于粒子系统和空气动力学效应对下雪这一自然现象进行了实时仿真,建立了一个风的模型,把雪的运动看作风的运动和雪的自由落体的综合运动。根据雪粒子的自然属性和飞行模拟实际的视景需求,简化了数学计算,模拟了下雪这一特殊气象。最后对粒子间的碰撞做了简要介绍。     

非质点飞行器模型的大气紊流仿真

在大展弦比飞行器的飞行仿真中,通常需要建立飞行器的非质点模型,针对非质点飞行器模型的仿真需求,提出一种能为飞行器多个局部位置同时提供大气紊流数值的仿真方法.利用相关函数法生成飞行器质心沿飞行轨迹方向的大气紊流数值,根据质心处的大气紊流数值和相关关系,采用蒙特卡洛方法求解出飞行器非质心位置的大气紊流数值,从理论上证明该方法所生成的大气紊流数值能够满足相关性要求.仿真结果表明,该方法在满足飞行器多个位置大气紊流数值沿飞行轨迹方向相关性的同时,还保证了各个位置点之间的相关性,适合非质点飞行器模型的大气紊流仿真.     

超声波衍射时差法检测的有限元仿真

超声波检测是常用的无损检测方法,因超声波传播过程复杂,含有各种噪声信号,使缺陷衍射信号夹杂在大量噪声中难以被辨识出来,导致检测结果抽象.为了更好地应用超声波衍射时差法（TOFD）检测技术,对超声波衍射时差法的机理进行了有限元分析.首先,利用TOFD实验检测了带有人工缺陷的焊接钢板,提取了带有噪声的检测信号.其次,用ANSYS软件模拟仿真了超声波在工件中的传播过程,建立了焊接钢板和人工缺陷的有限元模型,分析确定了缺陷衍射信号.最后,对比了仿真结果与实验结果,发现仿真结果符合实际检测情况.结果表明超声波有限元仿真方法可以用于缺陷的定量与定位分析,为实际检测复杂的工况提供了可靠的评判依据.     

空中交通管制仿真系统飞行仿真模型建模与实现

为了提高空中交通管制仿真系统仿真度,重新构建了一种简洁实用的航空器模拟飞行模型,包括航空器性能参数、飞行规则参数和飞行过程模拟参数的建立,航空器各种主要飞行过程的建模,气象情况对飞行的影响仿真;这些仿真方法在航空器参数设计、地面运动、上升/下降、加/减速模拟等方面均考虑了多种飞行影响因素,最后提出一种利用真实航迹数据建模的方法,并给出了此种方法的结果.通过在空中交通管制仿真系统的应用,证明本模型有良好的仿真度.这个仿真模型还可应用于管制程序的分析、飞行计划预演调控、交通流量评估和机场建设预估等方面.     

基于Matlab和VxWorks的无人机飞控系统半物理仿真平台研究

介绍了一种新的基于Matlab／RTW(Real-Time Workshop)和VxWorks实时操作系统的仿真方法，构建了基于Simulink的某型无人机飞控系统仿真模型，可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比，加速了半物理仿真平台的研制。通过使用该平台对某型无人机飞控系统进行了大量的实时半物理仿真，优化了控制律。     

Pilot multi-axis control behavior modeling of receivers in probe-and-drogue aerial refueling

The probe-and-drogue aerial refueling (PDR) task is seriously disturbed by the wind field, so it is difficult to obtain accurate visual information of the probe and drogue position. Additionally, the pilot needs to control the vertical, lateral and forward-backward positions of the receiver through the stick and throttle lever, and the pitch and roll manipulation actions of the stick should be reasonably distributed. To simulate the behavior of the pilot’s visual perception and the stick manipulation allocation in the PDR task, three modules are designed, including the visual information acquisition module (VIAM), strategy switching module (SSM) and pilot control and action module (CAM). Based on the coherence function analysis of the flight simulation test data, it is proven that the pilot’s multi-axis control behavior can be decoupled, and the flight states to be controlled are determined. Finally, the established multi-axis receiver pilot model (EPM) is developed. Combined with the motion models of the receiver, the tanker and the refueling equipment, a PDR flight task simulation model is established, and the evaluation indicators for the receiver’s flight performance during the PDR task, such as capture time and settling time, are proposed. The PDR flight simulation model was used to build the ground-based flight simulation test platform, and the flight simulation test of the PDR task was carried out. A comparison between the flight simulation test data and the numerical simulation results shows that the calculation error is less than 10%, which verifies the correctness of the established pilot model. The pilot model can be used to evaluate the design scheme of the refueling equipment and the receiver flight control law and provide a theoretical reference for the flight test design of the PDR task.

     

基于跟踪补偿任务的飞行员感知模型

针对飞行员对外部信息的多通道感知特点,建立了基于跟踪补偿任务的飞行员感知模型,模型具有视景和前庭系统反馈.通过对飞行员感知特性的深入分析,利用视景系统的外部特征和前庭器官的生理结构建模,结合俯仰跟踪任务,利用最小二乘法对模型进行参数辨识,并在降落和起飞两个飞行工况中对模型进行了验证.试验表明,在跟踪补偿飞行任务中,飞行员控制行为模型的仿真输出曲线与飞行测试数据之间的高度误差小于35m,俯仰角误差小于15°,说明建立的飞行员感知模型能够较好地反应飞行员的感知特性.