基于混合现实技术的民机驾驶舱仿真平台

为了满足民机驾驶舱设计早期多方案对比和快速优化迭代的需求,研发了面向民机驾驶舱的混合现实仿真平台。以实体场景模块、可视化模块和运行逻辑模块为依托, 构建了仿真平台的系统框架; 在此基础上, 研究了高精度动态虚实融合技术, 解决了混合现实平台中操控部件和人的数字孪生问题; 为了验证混合现实仿真平台的可行性和有效性, 在物理驾驶舱仿真平台和混合现实驾驶舱仿真平台开展相同的试验,采用主观评估和客观测量相结合的方法对驾驶舱操纵部件可达性、布局合理性、仪表显示可视性和可读性方面进行人机工效分析, 并将两组试验的试验数据进行对比。试验结果表明,混合现实平台与物理平台的测试效果基本一致,能够为驾驶舱设计早期多方案对比评估提供有效的测试平台。     

基于FlightGear和RTW的分布式可视化飞行仿真研究

将飞行仿真系统分解为飞行器动力学模型与飞控系统、仪表显示及操纵控制台、视景仿真等独立子系统,并以FlightGear和Matlab/Simulink为平台设计搭建一套分布式飞行仿真系统。采用免费开源的飞行模拟器FlightGear作为视景系统,使用Matlab/Simulink作为动力学建模与飞控设计工具,并利用Simulink中的RTW工具包将飞行器动力学模型与飞控系统编译生成实时程序以与FlightGear通信。     

某型GPS/INS组合导航评估系统构建

介绍了某型GPS/INS组合导航评估系统的原理、结构形式,构建方法。经过仿真试验验证,此系统可以完成某型飞控系统导航算法的动态验证,同时还可以独立提供GPS模拟数据、对飞控系统进行测试、开展跑车试验等功能,具有简单实用、通用性强等特点。     

模拟综合显示系统软硬件设计

介绍了直升机飞控系统仿真试验用综合显示系统(后简称模拟综显)的研发途径,探讨了直升机综合显示系统(后简称综显)的完善发展方向。该模拟综显在某新型直升机飞控(操纵)系统地面闭环仿真试验(台)及某改进型直升机航电系统试验(台)等进行了大量试验,结果表明其设计完全满足需求,并可当作便携式虚拟测试设备及各种飞行器综显技术创新的原理样品。     

抑制飞控系统舵机间隙影响的非线性补偿器设计

通过对舵机间隙非线性特性的分析和极限环的定义及产生条件的讨论,在飞控系统中采用非线性补偿的方法,设计了间隙补偿器,并介绍了其工程实现方法,进行了相应的数字仿真和半物理仿真试验以及试验结果的对比分析。结果表明,此方法有效地解决了飞控系统由于舵机间隙引起的超调与极限环振荡现象,使飞控系统对舵机的频率特性以及间隙各方面要求大大降低,其工程实现方法简单实用、普遍性较强,具有较高的工程应用价值。     

飞机驾驶舱人-机-环实验平台研究

为了在地面实验室开展系统全面的飞机驾驶舱工效学实验,提出了一套完整的人-机-环闭路仿真模拟实验系统方案.综合分析实验系统的设计指标和功能要求,基于相似理论和模块化设计方法,分别对飞机仿真平台的硬件系统和软件系统、环境模拟舱、飞行员生理和心理测量系统开展研究和方案设计.最后搭建出半物理仿真模拟实验平台,实验平台可用于飞行员工作效率的影响机理研究、飞行员工作负荷评估以及仪表显示界面布局设计等.     

基于RT-LAB的飞行仿真试验平台

以正在研制的某型号支线飞机为背景,设计了基于RT-LAB的飞行仿真试验平台。此试验平台利用了RT-LAB仿真系统的核心优势,同时采用VMIC网通讯保证其实时性。通过驾驶员在回路中仿真试验,验证了基于RT-LAB的飞行仿真试验平台的实时性和有效性,满足了ARJ21飞机地面模拟试验的需求。     

民用飞机飞控系统MOC8工程模拟器验证方法分析

针对某民用飞机飞控系统MOC8适航符合性验证,提出了一种基于飞控系统功能危险性分析（FHA）的试验验证方法。采用飞行员在环试验,在工程模拟器上模拟FHA中的故障。通过对故障现象和故障影响进行评估,进而验证飞机的设计符合MOC8相关适航要求。阐述了验证方法和验证工具,详细介绍了验证方案和验证流程,并通过验证实例表明该方法的可行性和有效性。该验证方法可为同类机型的MOC8适航符合性验证提供有效途径,具有工程实践意义。     

基于飞控系统综合试验平台的快速验证技术

随着国内军用飞机的技术发展,飞控系统的复杂程度呈指数级上升,这对原有的飞控系统试验验证体系提出了巨大挑战。按照飞控系统设计原则和先进飞机飞控系统验证技术特点,创新构建基于飞控系统综合试验平台的快速验证技术体系,建立参试设备的统一描述框架,通过信号转接技术实现试验过程的自动控制,基于试验任务对环境设备自动识别与配置,实现试验流程的自动化管理与控制,最终将基于飞控系统的可靠性物理验证转变为基于飞控系统试验任务的快速验证。经验证,该技术平均缩短验证周期50%以上。研究结果对提高飞控系统综合试验效率、实现试验环境的柔性配置,具有一定的参考意义。     

战斗机综合设计仿真系统中的飞控系统模型

通过分析飞控系统各环节对飞机动态特性的影响及第三代战斗机控制律的特点,为战斗机综合设计仿真系统建立了飞控系统模型。该模型是能够反映飞控系统功能的简化模型。通过对飞控系统各项功能与特点的检验,对飞控系统简化模型进行了验证。验证结果表明,所建立的简化飞控系统模型能够满足战斗机综合设计仿真系统的需要。     

多型飞控系统模拟器的设计

针对多型飞控系统模拟器的硬件设计,对模拟座舱、计算机网络系统和控制显示部分进行了较详细的介绍,着重分析了该系统软件设计中的软件结构及任务计算机模块、仿真计算机模块、仪表计算机模块和视景计算机模块所完成的功能,并对所采用的关键技术进行了论述。经反复调试和实验,该系统性能稳定、工作可靠,可用于多种飞机飞行控制及飞行力学研究。     

面向智能空战的它机协同试飞验证方法

为验证无人机自主协同算法在空战环境下的适用性,提出了一种高等效的它机协同试飞验证方法。根据算法功能实现的需求,以成熟的民用固定翼无人机平台为基础进行改装,搭建它机试飞平台,对真实空战环境开展模拟和等效设计。以四机协同编队算法为例,在试飞平台上移植算法程序,开展相关科目试飞验证。当需要验证不同控制算法时,无需针对它机试飞平台开发控制策略,只需修改控制算法即可。试验结果表明：编队综合误差较小,算法能够实现无人机编队的稳定控制;同时,它机协同试飞验证方法因其迭代速度快、安全稳定性高、成本低等特点,可用作中间阶段算法的前置试飞手段,为算法的开发迭代提供有效验证。     

飞机方向舵故障建模与侧风着陆仿真

基于风洞试验数据和CFD数据,建立了某型飞机上、下两片方向舵在松浮、卡滞和脱落等故障的数学模型;针对方向舵脱落故障,在飞行模拟器上进行了人在环的侧风着陆仿真试验,验证了模型的准确性,得到了与实际侧风响应相吻合的故障模型;最后,基于此模型探讨了方向舵故障下的侧风着陆安全性与驾驶员负荷.     

飞行环境模拟系统多容腔流-固传热建模

为了提升高空台飞行环境模拟系统(FESS)数值仿真平台的置信度,提出了一种多容腔流-固传热的建模方法,该方法考虑了混合器气流掺混、流-固传热、管道压力损失等因素的影响;建立了包括调节阀流量特性、液压伺服系统、混合器、混合器出口导流栅流量特性、整流子系统、管道容腔模型在内的部件模型库,并基于该模型库构建了仿真平台。为了验证本文建模方法的有效性,采用两次掺混试验数据对仿真模型进行对比验证表明,仿真结果与试验测量结果动态变化趋势基本一致,且温度、压力的最大误差分别不大于2.5K、2kPa;为了分析FESS控制系统的能力,假定了一次典型的发动机试验条件来进行仿真分析,仿真结果表明,FESS控制系统具备进行发动机平飞加速和等马赫数爬升试验的能力。     

基于GPS/SINS制导控制系统的半实物仿真系统设计

介绍了基于GPS/SINS的制导炸弹制导控制系统和半实物仿真系统组成,详细阐述了半实物仿真试验的目的、内容、试验原理及主要仿真设备的各项功能。设计了半实物仿真软件及半实物仿真试验模型所加的误差干扰,搭建半实物仿真环境,开展了半实物仿真试验。试验结果表明:半实物系统能有效模拟制导炸弹飞行过程,对制导炸弹制导控制系统进行了全面仿真验证,为飞行靶试试验提供了技术支撑,对制导炸弹飞行弹道评估和保证型号项目研制进度有重要的意义。     

战机空战自动攻击引导系统仿真设计

详细介绍了空战自动攻击引导仿真系统,包括模拟座舱、左右操纵台和计算机网络,着重介绍了该系统飞行仿真计算机、虚拟仪表计算机和DSP等各模块所完成的功能,给出了主要程序模块及运行流程。对其中主要技术难点进行了分析,进而提出了具有针对性的解决方案。经过调试和试验,系统工作可靠,可以用于现代战机自动攻击引导律的研究。     

弹道导弹故障弹道计算方法研究

从靶场安全控制对故障弹道的需求出发,给出了弹道简化计算方法,阐述了通过改变发动机动力曲线、飞行程序角参数方式模拟导弹故障模式,并讨论了故障弹道的计算方法,仿真计算的结果满足靶场安全控制演练要求。     

卫星拒止情况下低精度惯导系统航姿算法研究

在卫星拒止情况下,低精度MEMS惯导系统由于惯性器件性能较差,无法长时间保持姿态精度。从重力矢量及飞行器的动力学特性出发,提出了一种基于动态检测和Kalman数据融合的航姿算法。该算法从导航与飞控一体化的理念出发,实时判断飞行器机动和飞控状态,在低动态时利用Kalman滤波器对水平加速度和惯性解算的姿态角进行数据融合,估计和修正水平姿态误差,从而提高水平姿态精度。经过飞行仿真验证,该算法可有效完成飞行器的动态检测,并保证在系统机动情况下水平姿态误差在2°以内。     

超机动飞行推进系统稳定性控制研究

研究了超机动飞行推进系统稳定性控制。为增强过失速机动飞行条件下发动机稳定性,提出了通过增加风扇压比控制回路的发动机稳定性控制方案,并给稳定控制压比指令算法,在已建立的飞机和发动机非线性模型的基础上,进行了系统仿真。结果检验了稳定性控制概念的合理性。     

民机航向道信标接收功能定量评估方法研究

针对民用飞机仪表着陆系统(ILS)航向道信标(LOC)接收功能试飞中机载LOC接收功能定量评估存在困难的问题,通过对LOC基本工作原理和机场LOC地面台信号的分析,并结合机场LOC地面台的飞行校验方法和校验结果,将试飞使用跑道LOC地面台本身存在的误差以及飞行校验的设备误差纳入考量,结合民用飞机机载LOC系统试飞科目的...