作战仿真技术研究与展望

仿真作为用以辅助分析、构建联系实际系统模型的重要辅助工具得到广泛应用。研究作战仿真是一个理论分析与实际应用作战系统的过程,同时也在于密切结合最新的科技手段提升作战仿真模拟的真实性。首先,从总体上分析作战仿真的设计思想,设立合理的模块及模块流程;其次,紧密联系当前最新的科技水平,分析这项技术的研究与进展,就设计的具体模块建立合理的导弹作战仿真模型。最后,综合分析系统,为下一步真实模拟战场打下良好基础。

基于面向对象技术的飞行仿真研究

针对当前在飞行仿真建模领域遇到的模型重用性差,设计模式不统一,不能适应现代军用飞行仿真需求的问题,尝试在工程实践中引入面向对象的设计方法,实现规范仿真建模过程的目的。通过研究面向对象技术在飞行仿真系统研制中的应用范围与应用方法,结合实际项目中飞机导航系统的仿真过程,使用面向对象技术对其进行分析与设计,并据此建立了仿真模型。利用这种方法建立的仿真模型清晰明了,易于理解,有效地增强了系统的可重用性和继承性,收到了良好的应用效果,证明了将面向对象技术应用于飞行仿真领域是可行的。

基于ADAMS的六自由度飞行模拟器动力学仿真研究

针对负载变化对六自由度平台的影响,应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了六自由度飞行模拟器模型,得到了基于ADAMS的六自由度飞行模拟器有关动力学特性曲线。仿真结果表明,不同质心位置及质量的模拟器舱体对驱动杆力影响较大,其仿真数据为六自由度飞行模拟器系统的设计、制造、创新和模拟运动提供了理论依据和实践价值。

联合仿真平台下飞行模拟器Stewart平台及其负载控制研究

针对负载变化对飞行模拟器Stewart平台控制的影响,运用机械动力学软件ADAMS对飞行模拟器Stewart平台及其负载进行动力学建模,并与MATLAB软件建立联合仿真平台,并进行仿真分析,得到了有无负载及负载变化时飞行模拟器的运动轨迹,分析了对PID控制参数的影响,最终求得了质心允许偏离设定位置的范围,其仿真数据为实际控制和机械设计提供了理论依据。

多机飞行仿真系统扩展性研究

针对以往多机飞行仿真系统中存在扩展性差的问题,在利用新一代分布式仿真技术框架结构开发该系统的基础上,采用时间同步和数据过滤的方式来提高系统的扩展性。从基于HLA协议开发多机飞行仿真系统入手,简要介绍HLA协议的主要内容及该系统的联邦结构,重点研究提高多机飞行仿真系统扩展性的关键技术及其具体实现方法。该研究能对提高复杂大规模仿真系统的扩展提供参考。

基于AMESim/Matlab的液压六自由度运动平台仿真研究

为了提高液压六自由度平台的建模精确度,改善控制效果,采用AMESim和Matlab两种软件以及PID控制技术对平台单通道系统进行了联合仿真。仿真结果表明,利用AMESim与Matlab各自优势的联合仿真技术具有良好的仿真效果,为进一步开发、研制液压六自由度运动平台打下了良好基础。

飞行性能仿真中风场模型的研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,本文根据实际飞行中的风场类型,重点对影响飞行性能的微下冲气流及大气紊流进行深入研究,提出两种风场的数学模型。其中重点介绍了对不能直接用于仿真模拟的Von Karman大气紊流模型进行有理化处理,改变了以前基于Dryden模型的建模方法,得出逼近于Von Karman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较和时域的仿真计算,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了Von Karman的仿真实现问题。该文的数值模拟算法可直接应用于模拟器的空气动力学运动方程,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。

六自由度电动平台系统模糊-前馈控制及仿真研究

针对以交流伺服电机驱动的电动六自由度运动平台系统的强耦合、非线性、强干扰特性,建立了电动平台单通道模型,并基于此设计了模糊-前馈控制器,为了提高系统的动态响应特性和抗干扰性设计了模糊自适应PID控制器,为进一步保证系统进入稳态后有较高的位置跟踪精度,接着引入了前馈控制,该前馈设控制设计为迭代控制器;仿真结果表明:将该设计方法应用于电动平台无论是系统的动态响应、鲁棒性、稳态精度较常规控制都有了明显的提升,满足六自由度电动平台系统的位置跟踪指标要求。

飞行仿真中基于FLUENT气动系数计算的应用研究

气动系数模块是飞行性能仿真中的主要组成部分,主要完成飞行性能仿真中气动力和力矩的计算,气动系数数值的准确与否对飞行性能仿真的逼真度起关键性作用。由于计算机的发展,计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)的地位与作用很快得到提高。以纵向气动系数为例,探索利用计算流体力学CFD软件FLUENT对飞机进行实体建模,从而弥补气动数据的不准确或不完备问题,建立完备而准确的气动数据库,实时在线解算气动系数,进一步真实模拟飞机的飞行性能。

飞行模拟器操纵负荷系统模型力建模仿真研究

飞机操纵系统的数学模型是飞行模拟器操纵负荷系统的重要组成部分,它将直接影响到操纵负荷系统的力感逼真度。通过对飞机升降舵操纵系统的结构分析,分布参数集中化处理,简化了系统模型,首次建立了完整的系统结构框图。在MATLAB环境下,仿真出杆力-杆位移、舵偏角-杆位移曲线,用等效线性模型法,得出系统的完整数学模型。最后,在Unix内核中用C语言实现该模型,并将其成功应用在某型飞行模拟器原理样机上。

增强现实技术及其应用研究

增强现实技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新型人机交互技术。介绍了增强现实的特点、研究现状,并对增强现实技术进行了展望。

飞行仿真系统中三维大气紊流模型仿真研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,提出1种新的大气紊流模型,并研究出在实时飞行仿真系统中的实现技术。改变了以前基于Dryden模型的建模方法,对不能直接用于仿真模拟的Von.Karman大气紊流模型进行有理化处理,得出逼近于Von.Karman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了Von.Karman的仿真实现问题。最后,将提出的数值模拟算法直接应用于某型飞机飞行仿真系统中,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。

某型武装直升机模拟器空地导弹仿真研究

为提高武装直升机的仿真逼真度,火控系统是仿真的关键。本文根据该型武装直升机实际中的弹道性能参数,以导弹运动规律模型为基础,对该型武装直升机中的空地导弹仿真进行深入研究,建立弹道数学模型。在仿真过程中,通过制导模型及碰撞检测模型的建立,实现了该型武装直升机中空地导弹的对地攻击模拟。该文的数值模拟算法可直接应用于模拟器的空气动力学运动方程,从而有效地提高武装直升机模拟的逼真度,对模拟器的研制具有实际意义。

人体坐姿静态体表压力分布数值仿真研究

人体体表压力分布是飞行过载动感仿真装备过载椅设计的关键技术之一。基于SURFER和MATLAB软件,对人椅接触面内人体坐姿静态体表压力分布进行了联合数值仿真,并绘制了等值线图和三维空间曲面图,给出了人体体表压力分布特征指标——最大压力,主矢,主矩,压力中心和平均压力,及其相关计算公式;给出了飞行动感仿真体表压力分布的分块及其特征指标提取方法,并给出算例结果。研究结论可以用于飞行动感仿真过载椅设计。

基于Geometry Clipmap的地形绘制技术研究

提出一种改进的Geometry Clipmap算法,增加了地形数据调度模块,重构了节点的组织方式,并引入了渐进纹理更新技术。仿真实验表明,改进的算法显著地提高了飞行模拟系统的工作效率和显示效果。

基于ADAMS的抖振座舱系统仿真研究

为了逼真模拟飞行模拟器的动感,特别是直升机旋翼运动引起座舱的抖振,研究开发了一种新型的用于飞行模拟器的抖振座舱系统。介绍了该系统的结构组成和工作原理,并应用ADAMS仿真分析软件对该抖振系统建立虚拟样机仿真模型,经运动学仿真得到该模型的幅值运动仿真曲线,分析和验证了模型的正确性。结果证明满足技术指标的要求,为实际研制生产过程中的设计提供了依据。

虚拟座舱设备碰撞检测算法实现技术研究

在虚拟现实技术中,人与虚拟空间物体的碰撞检测是非常重要的研究课题之一.在简要地介绍了某大型运输机空中加油虚拟仿真训练系统的基本结构和实现原理之后,给出了手的初始数据模型、坐标变换算法以及手的运动方向的定义.在此基础之上,给出了虚拟空间中手与机舱内的主要可操纵设备进行交互碰撞检测的主要算法.

视景仿真中动态水面的实现方法研究

介绍了一种基于Mantis视景驱动的动态水面仿真方法。仿真过程分为两个阶段,动态水面建模和动态水面模型驱动。通过Terra Vista建立具有动态属性的水面模型,在Mantis环境下实现了水面动态效果仿真。