基于RTX的空面导弹制导控制系统快速原型仿真

制导控制系统快速原型仿真是空面导弹研制与开发的重要组成部分,是数字仿真到半实物仿真不可缺少的中间环节。基于Windows平台、Simulink仿真建模软件和RTX实时嵌入内核,建立了制导控制系统快速原型仿真系统。基于VMIC实时网络系统实现了分布式仿真,完成了模型在线调参、自动下载等功能。最后应用该系统实现了Simulink环境下空面导弹制导控制系统模型在RTX环境下的快速原型仿真,仿真结果验证了该系统仿真准确性以及良好实时性能。

基于RTAI的发动机快速原型仿真系统研究

以快速开发发动机实时仿真系统为目标,采用当前先进的快速原型开发技术,建立了发动机快速原型仿真系统。该系统可有效地解决发动机仿真系统开发周期较长、软硬件通用性差等不足。系统以计算机辅助设计软件Simulink和实时Linux为软件平台,采用PC兼容机和通用工业数据采集卡为硬件平台。详细阐述了快速原型仿真系统的软硬件组成、工作原理和实现步骤,并以6135柴油机为实例进行了实时仿真系统的快速开发,验证了所建立的快速原型仿真系统的有效性。

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension,RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。

红外导引系统快速原型仿真中的场景生成技术

介绍了基于Vega视景引擎红外场景生成方法,并应用于基于RT-LAB快速原型平台空空导弹红外导引系统快速原型仿真。设计了空空导弹红外导引系统快速原型仿真框架,根据框架建立了弹目6自由度运动学/动力学、红外导引系统Simulink仿真模型及目标等三维几何模型,采用Vega传感器模块和粒子系统模块实现目标各部件温度和干扰弹的自定义设置,同时针对快速原型实时仿真的要求设计了高精度的帧频控制方法。将红外场景生成软件与某空空导弹快速原型仿真系统进行联合仿真进行验证,对空空导弹导引系统的研制与开发起到了重要作用。

基于快速仿真原型的飞行器半物理仿真系统

设计了基于快速仿真原型技术的大闭环半物理飞行实时仿真系统。地面半物理仿真实验由动力学仿真、视景仿真和飞行控制等分系统组成,通过光纤反射内存网络高速互连。基于层次化、模块化的建模原则在Matlab/Simulink环境下建立了飞行器数学仿真模型;在此基础上,利用相应硬件驱动模块完成了系统半物理仿真模型;最后,以某制导飞行器为背景,利用实际参数进行了数学和半物理仿真实验。与飞行实验比较,射程相对偏差为2.3%,最大高度相对偏差为0.85%,仿真结果证明了建模理论和方法的合理性和有效性。

多面体三向DEXEL模型与虚拟快速原型过程仿真

提出了一种多面体的DEXEL化算法,建立了一种多面体的三向DEXEL模型。在同一三向DEXEL模型空间,对不同多面体的三向DEXEL模型实现并、交、差布尔运算。根据三向DEXEL模型的层状结构特点,将三向DEXEL模型用于快速原型系统过程仿真。通过一个大体素,模拟快速原型设备激光头的一次移动过程,通过零件一层内所有激光头的移动形成零件的一层,再通过层层堆叠的方式形成整个零件。在Java 2.0与Java 3D环境下编程,实现并验证了所有算法,并给出了一个零件的快速原型过程仿真实例。

航空发动机健康管理系统的快速原型设计

针对航空发动机健康管理系统传统设计方法周期长、成本高等问题,提出了面向健康管理系统的快速原型设计方法,构建了基于虚拟仪器语言和快速原型技术的航空发动机健康管理系统快速原型仿真平台。以CompactRIO平台为核心,在实时响应最高的现场可编程门阵列(FPGA)环境下设计了信号接口单元,模拟发动机真实传感器值,并提供了基于Windows平台的健康管理软件实时开发环境,可以将健康管理算法快速部署下载至硬件平台。结果表明:此健康管理系统的快速原型设计方法是切实有效的,为扩展成为完全的硬件在回路(HIL)仿真的平台奠定了基础,有较好的工程实用价值。

基于多学科协同优化的制动系统实时仿真研究

对制动系统电子制动控制单元、气动制动控制单元和动力学系统进行建模,并对各模型进行实时联合仿真,仿真结果证明所建模型及仿真方法有效。

直接驱动阀式伺服作动器研究

研究了直接驱动技术的原理,分析了伺服回路设计的主要技术问题,并将研究结果应用于新产品设计,完成了快速原型试验验证。结果表明,直接驱动阀式作动器能够满足电传飞行控制系统的要求,其性能可以达到传统伺服阀式作动器的水平,但由于其结构简单、成本低、可靠性高,最终将取代伺服阀式作动器用于新一代战机。

基于dSPACE的陀螺稳定平台开发与测试系统设计

本文介绍了一种基于dSPACE的快速原形仿真技术研制的陀螺稳定平台综合开发与测试系统。系统采用dSPACE的DS1103控制卡与MATLAB/Simulink及ControlDesk构成其软、硬件平台,其方便易用的实时代码生成/下载和试验/调试的软件环境,为陀螺稳定平台伺服控制系统的研究与设计开辟了一条新的技术途径。

基于模型的航电系统研发方法研究

为满足航电系统的结构越来越复杂、系统综合化程度越来越高的需要,提出了基于模型的航电系统研发方法。详细介绍了自顶向下的模型化系统设计、自动化系统的实现以及基于模型的系统仿真和测试方法。通过实际项目的应用和验证,基于模型的航电系统研发方法能够有效地加快设计迭代速度,减轻人工编写代码的工作量,提升研发团队的协同开发能力。