基于FlightGear的三维可视化飞行控制仿真实验平台的设计

以某种典型的六自由度固定翼飞机模型为基础,设计并建立了基于Flight Gear的三维可视化飞行控制仿真实验平台。该平台基于Matlab/Simulink编写飞机模型仿真和飞行控制设计实验界面,并与Flight Gear直接对接,实时显示三维立体飞行场景,展现飞行控制过程。平台界面实时显示飞行状态变量曲线,与飞行场景对应,增强数学变量与其物理含义之间的相关性,提升学生理论联系实际的直观理解。平台具有很强的开放性,可以由教师演示操作,也可以由学生主导交互,分步骤分难度让学生自主设计飞行控制系统,有效提高学生综合运用飞行控制理论的能力。

无人机物资运输与智能避障系统设计

该文在开源飞控的基础上,探讨多旋翼无人机在多传感器的配合下实现自主避障功能。传感器与飞控之间通过Mavlink协议进行沟通与数据传输,通过人工势场法建立数学模型对传感器反馈的数据进行综合处理,经过系列假设与运算找到多旋翼障碍物与航标点对多旋翼作用的平衡位置,同时找出对于多旋翼规避障碍的影响参数,最后通过Dronekit-python工具对多旋翼路线进行标定。

开放式研讨法在飞行仿真实验教学中的运用

为提高飞行力学课程建设水平,强化学生独立思考、实验操作、综合创新等能力,针对飞行仿真实验教学提出了开放式研讨法。阐述了传统实验教学的不足与开放式研讨实验教学的优势,并以“无控弹道仿真验证实验”为例进行了实践,展示了开放式研讨法从实验选题到成绩评定的全过程。实践结果表明,开放式研讨法非常适合于飞行仿真实验教学。开放式研讨法要求学生课前要做好充分的预习和准备,要求教师在学生讨论过程中做好研讨监控,及时引导总结。

基于GIS技术的城市3维景观动态仿真技术研究

虚拟城市是3维城市地理信息系统研究的前沿领域,为此首先对如何建立城市3维景观进行了初步的探讨研究,同时概述了城市3维仿真的发展概况和基本原理;然后分析了建立城市3维景观的两种方法路线;接着重点介绍了3维场景的建模、动态仿真和实时驱动的实现方法,并提出了城市3维景观动态仿真技术的作用、意义和发展前景;最后总结了城市3维仿真与GIS结合应用的可能性和发展方向,并制作出了城市3维景观动态仿真的应用实例。

通航飞行计划申请受理系统的设计与实现

为高效完成通用航空飞行计划申请过程中飞行计划的受理、审核、存储、报批等工作,提出一种通航飞行计划申请受理系统的设计与实现方法。根据通用航空的特点,采用基于数据库的状态管理法管理飞行计划申请受理流程中各环节的工作,采用差异化的状态循环图分别处理审批和报备这两类适用于不同类型空域的飞行计划,利用专门的接口层处理互联网、短信、电话、传真和柜台等多种方式的灵活受理和反馈。测试结果表明,采用该方法设计和实现的通航飞行计划申请受理系统能够满足通航飞行计划申请过程中的各项需求。

基于无人机摄影技术的露天煤矿深基坑变形实时监测研究

以保障矿区工程施工安全为目的,研究基于无人机摄影技术的露天煤矿深基坑变形实时监测方法。按照露天煤矿工程分布情况,使用混合基准网法确定无人机航飞范围,选择UX5型无人机搭载红外摄像机采集该矿区深基坑红外图像;使用PIX4D mapper软件对红外图像数据进行全自动化处理,生成正射影像和数字表面模型;使用点云配准方法获取露天煤矿深基坑水平变形和沉降变形结果。实验结果表明,本文方法设计的无人机航飞方案较为合理,拍摄红外图像的航向重叠率和旁向重叠率较小,生成的深基坑DEM文件较为精准,匹配点云数据的吻合度为98.44%,匹配精度较高,可有效精准监测露天煤矿深基坑沉降情况,为露天煤矿深基坑安全施工提供准确数据。

虚拟装配中模型转换的研究

介绍了STEP和Open Flight两种数据格式,分析了它们之间的内在差异,并以内燃机活塞为实例,探讨了CAD模型转换成虚拟装配模型后数据丢失的部分原因,提出了相应的解决办法。

一种面向对象/基于网络软件开发集成环境

论述了一种面向对象 /基于网络技术的软件开发集成以及相应的硬件结构。采用微机联网的紧耦合网络拓扑结构、面向对象的框架设计和层次化数据分层等技术提高系统仿真的实时性和开放性。同时 ,整个开发集成环境易于嵌入已有的成熟软件模块和友好的人—机界面。

“开放驾驶舱”工程平台的建设和实践教学探索

"开放驾驶舱"是一个国际合作项目,其目标是实现各具特色的飞机模拟系统。剖析了"开放驾驶舱"项目的开放性内涵,从系统整体结构、基本电路结构和航电逻辑方面详细构建了工程平台的开放式技术架构。依托开放式的工程平台,开发工程实践教学项目,完善主干课程体系,促进CDIO工程教育改革,创新课外自主学习体系,并介绍了一个产学结合的教学实例。

基于OSG的飞行视景仿真平台开发

OSG(Open Scene Graph)是一个出色的视景仿真开源软件包,基于OSG可以开发高拟真度低费用的飞行视景过程。但是由于OSG是基础类库,因而有必要对其进行二次开发以降低视景过程的开发难度和开发周期。首先论述了OSG的体系结构,并依据装配式的视景仿真生成思想,设计了基于OSG的飞行视景仿真软件平台FSS的顶层结构体系。基于该顶层设计,实现了软件的开发,通过示例可以看出,在FSS上可以简单、快速实现飞行视景过程的创建,从而大幅度降低了飞行视景仿真过程开发的周期和难度。

基于开放平台和神经网络的自主飞行控制系统研究

开发了飞行控制软件的应用中间件,实现控制结构的动态变化和控制组件的动态重构. 基于模型逆技术,设计了某状态下的旋转逆和平移逆控制器,其它状态下的逆误差由在线神经网络补偿.实例仿真的结果表明:开放平台和神经网络的结合,能够很好地实现无人直升机的自主飞行,具有较大的理论意义和工程应用价值.

无人飞行器分布式控制系统集成新技术

无人飞行器(UAV-Unmanned Aerial Vehicles)自主飞行控制系统是一复杂控制系统,需要集成新的控制算法与各种不同组件技术和资源。来自不同类型硬件平台的组件,可能由不同的操作系统支持。分布在不同环境的组件能灵活配置和集成,使系统对环境变化和/或没预测到的事件能够快速响应,实现UAV在线重配和自适应能力。软件技术的最新进展可使飞行控制系统设计发生革命性变化。本文着重介绍一种用于UAV飞控系统集成的全新的开放控制平台(OCP-Open Control Platform),在介绍第一个OCP应用原型后,给出了下一步要做的工作。

交叉口汇聚航班的航线选择方法

建立了以总延误时间最小为目标的交叉口汇聚航班航线选择问题模型,为到达交叉口的每个航班从固定航线或临时航线中选择合理的一条航线飞行,并且设计了相应的启发式算法计算模型的全局最优解。最后设计了3种场景对航图中嘉峪关到雅布赖航线段航班数据进行算例仿真。仿真结果表明,本文模型和算法可解出多个航班最优的航线选择方案,并且产生的总延误时间最小,证明了本文方法的有效性。

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。

飞行时间质谱仪的开放共享与维护保养

高校实验室担负着培养人才,创新科技,服务社会的使命。大型仪器设备的开放共享和维修保养是确保教学和科研工作顺利进行的关键。本文结合飞行时间质谱仪的实际管理和使用情况,探讨了其开放共享的管理策略和科学化的维修保养方法,不仅提高了飞行时间质谱仪的使用效率,而且通过周密严谨的日常管理工作,延长了该仪器的生命周期,挖掘了其在教学和科研中的最大潜能。

具有动态编辑功能的视景仿真平台的开发

在一般的视景仿真应用中,通常只是对特定模型在给定场景下的仿真,显得过于单一性和针对性。随着视景仿真的迅速发展,视景仿真平台的开发过程要不断面向多用户的多需求,以往的技术会加大开发成本。为了方便快捷对仿真任务进行开发,利用VegaPrime和OpenFlightAPI对模型进行实时在线编辑,对仿真任务的细节进行编辑,并将编辑后的模型直接用于仿真任务,设计一种面向多用户的视景仿真平台系统。此平台综合运用了视景仿真、数据库、网络传输、多通道显示拼接等多种技术,具有一定的通用性,简化了仿真任务的设计过程,很大程度上提高了仿真任务设计的效率。

聚(对苯二甲酸-1,3-丙二酯)环状低聚物的合成、表征和开环聚合反应

探索了由对苯二甲酰氯和 1 ,3-丙二醇在“假高稀”条件下合成聚 (对苯二甲酸 -1 ,3-丙二酯 ) ( PTT)环状低聚物的可行性 .通过柱色谱分离了环状低聚物和线形低聚物 ;用核磁共振、质谱和元素分析表征了产物的化学结构 ;用 GPC和 HPLC研究了不同大小环的分布 ,发现在本文实验条件下合成的 PTT环状低聚物主要由二、三、四、五和七聚体构成 ,其中环状三聚体含量最多 ,没有发现环状六聚体的存在 .PTT环状低聚物的熔程为 92 .3～ 2 2 2 .6℃ ,熔融后是无色、透明的低粘度液体 .于 2 5 0℃将 PTT环状低聚物分别在辛酸亚锡、 1 -乙基 -3-氯四丁基锡氧烷、钛酸四丁酯和三氧化二锑催化下进行开环聚合反应 ,制备了特性粘数为0 .1 8～ 0 .4 9d L/

子母弹开舱高度的高低散布研究

影响子母弹开舱高度的高低散布的因素有初速散布、射角散布、弹道系数散布和引信装定时间散布。给出了各因素对开舱高度高低散布影响的计算方法,运用误差合成的方法得出子母弹开舱高度综合高低散布及各因素占综合高低散布影响比重的计算公式。通过弹道方程计算了某弹丸不同高度、速度和射角下的各高低敏感因子。在一定的条件下计算并分析了某火炮子母弹开舱高度的高低散布随高度、初速和射角的变化及各因素所占的比重。提出了子母弹最低开舱高度的确定方法。

MOOC时代背景下交通运输专业(飞行签派方向)教学模式改革研究

通过对航空承运人现有培训模式展开的梳理,分析在大型网络开放式课程(MOOC)时代背景下交通运输专业(飞行签派方向)课程教学模式变革的建议。研究可得:面对MOOC时代的到来,相关课程的培训模式首先应从"环境营造""角色重塑""绩效考核""教学反思"和"硬件使用"五个方面来达到教学改革的目的;其次将混合教学模式和"应用案例"教学模式引入到MOOC课堂中,能达到提升教学效果的目的;最后通过退出机制的建立为提升教学模式改革提供优化的标准。研究成果对新型教学模式在民航关键岗位的员工培训起到了有益的示范效果和推广意义。

基于PX4构建高可靠多旋翼控制器的实现方法

多旋翼无人机是当前备受关注的热点,虽然功能强大,但在日常飞行中仍存在可靠性不高的问题。本文以PX4开源飞行控制器为基础,使用Arduino单片机平台构建低成本的高可靠性多旋翼无人机控制器,用于提升现有的多旋翼无人机的可靠性。主要介绍了冗余切换装置以及坠落预警装置的原理和结构,并进行了相应的实际测试以验证系统运行的效果。