基于HLA的载人航天器飞行任务仿真平台研究与实现

面向载人航天器飞行任务仿真需求,根据载人航天器的特点以及高层体系结构(HLA)技术,提出了基于高层体系结构的载人航天器飞行任务仿真平台方案,设计实现了由运行管理、飞行指令、数据记录、数据可视化等功能,以及涵盖轨道、姿态、能源、动力学等多个专业仿真模型组成的仿真平台,给出了应用实例,并就仿真平台开发中的联邦开发过程、仿真模型接口软件、飞行场景三维可视化等关键部分进行了探讨。与单一的飞行任务仿真软件相比,该分布式仿真平台覆盖的专业面更全,验证内容更丰富,可扩展性更强。随着载人航天器系统飞行任务复杂程度的提高,通过对仿真平台的扩展和重用,可适应新的任务验证需求。该仿真平台可为复杂载人航天器的飞行任务设计验证提供依据,并对基于HLA的其他航天器仿真系统的联邦设计与开发具有一定的参考价值。     

空间交会中激光搜索跟踪系统的研究

空间交会是航天领域里非常复杂的飞行过程之一。本文提出了一种用激光搜索跟踪技术实现空间交会的方法，它具有雷达、导航和通信的功能，基于此方法建立追踪航天器和目标航天器的激光搜索跟踪系统模型，并进行计算机仿真，能够完成系统指标的计算，此外仿真软件还能够根据设定的场景进行动画演示。     

无人机模拟训练系统中的实时飞行仿真

为了降低无人机的试飞成本,提高操纵手的技能,设计了一种模拟训练系统。介绍了该模拟训练系统的特点和构成,着重对系统中实时飞行仿真的各模块设计方法进行了研究。在DOS操作系统中用C语言实现飞行仿真软件,并讨论了软件实现中的模态切换等关键问题。通过飞行剖面仿真实验,证明该仿真系统可靠性高、实时性好。     

基于RecurDyn的动力学与控制一体化仿真模式研究

研究以动力学软件RecurDyn所建立的复杂卫星动力学模型,和以Simulink和C++语言分别建立的控制系统模型间的一体化仿真模式,通过2次开发和数据通信接口的编制,提供了2种实现该复杂卫星系统动力学模型与2类控制系统模型间的一体化仿真模式。     

基于SPARC与RTEMS的飞行控制软件开发技术

实时多任务操作系统的引入改变了传统飞行控制软件开发模式.本文结合RTEMS实时多任务系统部分源代码,深入剖析了该系统的任务管理、任务调度机制、SPARC寄存器窗口管理、中断管理、RTEMS系统初始化及系统配置等关键技术.并结合某型号开发经验,给出飞行控制软件的系统建模、任务划分、任务调度等开发过程.该过程为提高飞行控制软件的实时性、安全性和可靠性提供了很好的保障.     

导弹飞行仿真系统可视化设计与实现

针对导弹设计中对飞行仿真数据和舵面、喷管等动态部件实时观察的需求,设计了一种以系统仿真、虚拟现实和可视化技术为基础的导弹飞行仿真系统,先通过弹体数学仿真模型计算得到飞行仿真数据,然后通过仿真管理部分对数据进行处理和保存,最后采用三维视景显示、二维弹下点轨迹和数据动态曲线显示等方式,实现了导弹飞行系统的可视化仿真.实验结果表明,系统能够实现导弹的实时飞行仿真,能够实时观测飞行仿真数据和弹体、舵面、喷管等部件的动态变化,为导弹设计与研制提供了直观、有效的仿真手段.     

自由飞行空间机器人遥操作三维预测仿真系统研究

三维预测仿真技术是目前解决大时延遥操作的主要方法,在空间机器人的遥操作中起着至关重要的作用。针对自由飞行空间机器人建立了一套遥操作三维预测仿真系统,并进行了地面演示验证。首先介绍了空间机器人系统及其遥操作分系统组成,以及图形预测仿真原理。然后详细介绍了遥操作分系统预测仿真子系统的开发,该子系统基于面向对象的思想和MVC(Model\|View\|Controller)模式进行设计,采用Java语言和Java3D图形库进行开发。仿真系统以空间机器人的运动学模型和动力学模型进行驱动,具有快速、准确的图形碰撞检测功能。最后建立了遥操作地面演示验证系统,进行了多次遥操作实验。结果表明了预测仿真子系统的有效性。
关键词:中图分类号：文献标识码：A 文章编号：DOI:     

智能仿真软件设计平台的实现

以运载火箭控制系统仿真软件为对象,通过分析仿真模型的共性,建立通用模型数据库和函数库,完成仿真软件各组成部分通用模块设计,搭建了一个智能化的专用仿真软件设计平台。平台的实现突破传统的软件设计思路,用仿真模型描述代替人工代码输入,在缩短仿真软件研制周期的同时也提高了软件的设计质量,为仿真软件设计创造了一个良好的开发环境。     

火箭拖网系统飞行特性研究

柔性拖网在火箭的拖拽作用下飞行动力学特性较为复杂。利用二维火箭拖网系统的集中质量模型来对其展开研究,并按照计算得到的结论设计了火箭拖网系统并进行靶场飞行试验。通过对比仿真与试验中火箭速度、加速度和方位角3个参数,得到了火箭拖网系统基本的飞行动力学特性,并指出拖网材料力学性能的测试偏差导致了仿真与试验结果的差异。     

空间轨道转移飞行器推进系统静态仿真分析

采用模块化方法建立了空间轨道转移飞行器推进系统的静态数学模型,用C语言开发出对应静态模型的仿真计算软件,应用该软件分别对N2O4/MMH、N2O4/UDMH、LO2/LH2、LO2/RP-1等推进剂组合推进系统进行静态仿真计算,并把计算结果导入相关质量模型,估算各系统在特定条件下的质量,再对上述几种推进系统进行单干扰因素分析,确定了敏感度较大的干扰因素。     

基于OPTIMUS的临近空间飞行器再入轨迹优化设计

针对临近空间飞行器再入飞行受到热流率、动压和过载等多约束情况下的轨迹优化问题,提出了基于OPTIMUS优化软件平台搜索初值的编程求解方案。首先根据再入飞行动力学原理建立数学模型,并合理简化,应用最优控制理论设计滚转角控制律;然后利用OPTIMUS软件平台搭建系统工作流程,进行试验设计并建立响应面模型,通过平台集成的优化算法寻找初值;最后结合不同优化算法的优点,基于遗传算法加模式搜索法编写程序求解轨迹。结果表明,基于OPTIMUS分析所设计的轨迹优化方案,可以快速确定较为准确的初值,计算效率显著提高,且能够保证较高精度。     

Telescience at the University of California, Berkeley

The University of California at Berkeley (UCB) is a member of a university consortium involved in telescience testbed activities under the sponsorship of NASA. Our Telescience Testbed Project consists of three experiments using flight hardware being developed for the Extreme Ultraviolet Explorer project at UCB's Space Sciences Laboratory. The first one is a teleoperation experiment investigating remote instrument control using a computer network such as the Internet. The second experiment is an effort to develop a system for operation of a network of remote workstations allowing coordinated software development, evaluation, and use by widely dispersed groups. The final experiment concerns simulation as a method to facilitate the concurrent development of instrument hardware and support software. We describe our progress in these areas.     

基于视景仿真的引战配合效率评估方法

针对舰空导弹飞行试验中导弹引战配合性能难以直接观测,以及靶标与典型作战对象差异较大的问题,提出了一种基于视景仿真的引战配合效率评估方法,实现了导弹对典型目标的引战配合效率评估。基于某型舰空导弹引战系统的工作原理,建立了引信启动模型、战斗部毁伤模型和目标毁伤效果评估模型,实现了对典型目标引战配合及毁伤的定量分析。仿真模型经过靶试飞行试验数据检验,仿真结果与实际靶试结果基本吻合,仿真模型得到了有效验证。所提供的毁伤评估手段可为导弹性能鉴定及导弹对防空体系贡献度提供参考依据,对后续靶场开展相关舰空导弹试验鉴定具有借鉴意义。     

Shuttle avionics verification and integration testing

The Space Shuttle Orbiter employs a fly-by-wire control system of 200 major avionic hardware devices interfacing with five flight computers through a complex data bus system. Responses to man-in-the-loop commands are dependent on the flight software. Early program development testing of the computer and avionic hardware has been accomplished at Rockwell International's Shuttle Avionics Development Laboratory (ADL). Hardware development has led to complete multi-string system testing and flight software evaluations. This paper provides an overview of the ADL. Its role and test capabilities in support of Shuttle development are defined. The nature of computer driven test programs for the Orbiter displays, the Digital Autopilot, and flight software development describe the test bed provided by the ADL.     

发动机试车控制软件工程化及质量管理

为提高发动机试车控制软件的可靠性,通过需求分析、概要设计、详细设计、软件测试等步骤实现了软件开发工程化。结合试验控制软件研制和使用特点,对软件质量管理的具体步骤,即从设计评审、测试、验证、文档及技术状态管理等方面对软件开发过程进行监督与管理,实现了软件开发的质量控制,达到了软件设计的透明性、继承性及高可靠性。     

大型弹道式飞行器六自由度仿真研究与展望

本文针对大型弹道式飞行器传统建模和仿真方法的局限性，采用多种运动形态一体化建模方法，建立了飞行器全干扰，全量，全通道，时变非线性六自由度模型，并进行了数字仿真和接入部分实装的半实物仿真。