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基于iHawk平台和飞行动力学模型实时仿真系统设计

发布时间:2018-01-05 14:00

  本文关键词:基于iHawk平台和飞行动力学模型实时仿真系统设计 出处:《沈阳航空航天大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 人在回路 实时仿真 iHawk 视景仿真


【摘要】:飞行仿真系统是一个高技术密集、多学科交叉融合的极具挑战性的热点前沿研究领域,为航空相关学科发展提供了极为丰富的研究方向与研究课题。建设一个以飞行系统为理论研究基础的平台是专业培养的首要条件。从工程意义上讲,使用飞行仿真技术进行飞行测试,可以减少测试时间,降低风险,节约成本。本文采用iHawk实时仿真机作为仿真平台,在Matlab/Simulink环境下建立飞行动力学模型,iHawk仿真机上运行飞行器模型,SIMulation Workbench软件作为整个仿真的控制台,负责控制仿真的工作流程,最终实现飞行仿真。本文首先介绍了两种主要飞行仿真方案,分别是人在回路仿真方案和半实物仿真方案,并实现人在回路仿真解决方案,对半实物仿真方案由于时间限制没能实现,只对飞行控制计算机的接口做了测试,为实现后期的系统联合调试提供基础。无论是人在回路仿真还是半实物仿真,都用到视景作为直观的数据输出显示,特别是人在回路仿真中视景作为唯一的反馈信号。采用模块化的方法建模思想设计飞行器模型,并对各部分模块进行详细说明。本文通过X-plane模拟飞行软件的数据通讯接口进行解析,并给出详解的接口信息,并进行测试,实现了对X-plane中飞行器的位置姿态的控制。最后在SIMulation Workbench下编写用户接口代码:读取人在回路仿真中飞行摇杆的控制信号和输出视景仿真系统的驱动信号。利用SIMulation Workbench软件将建立的Simulink模型转化成能在仿真机上运行的实时代码,此外还建立了简单的人机接口界面,最终使用SIMulation Workbench对仿真代码进行测试运行。全部的解算过程均在1毫秒内完成。验证结果表明:基于iHawk仿真机的快速原型建模仿真设计方案明显减少仿真开发的工作量,缩短研发周期,降低手工编写代码的难度,对于实时仿真的实现是一种有效并且可行的技术手段。
[Abstract]:Flight simulation system is a high-technology intensive, multidisciplinary cross-fusion of the most challenging hot research areas. It provides a rich research direction and research topics for the development of aeronautical related disciplines. Building a platform based on flight system is the primary condition for professional training. Using flight simulation technology to test flight can reduce test time, reduce risk and save cost. In this paper, iHawk real-time simulation machine is used as the simulation platform. The flight dynamics model is established in Matlab/Simulink environment. As the console of the whole simulation, SIMulation Workbench software is responsible for controlling the workflow of the simulation. Finally, the flight simulation is realized. Firstly, this paper introduces two main flight simulation schemes, one is the man-in-loop simulation scheme and the other is the hardware-in-the-loop simulation scheme, and the man-in-loop simulation solution is realized. The hardware-in-the-loop simulation scheme can not be realized due to time constraints, only the flight control computer interface has been tested to provide a basis for the later system joint debugging, whether in loop simulation or hardware-in-the-loop simulation. Visual scene is used as visual data output display, especially in human loop simulation as the unique feedback signal. The modular method is used to model the aircraft model. In this paper, the data communication interface of X-plane simulation flight software is analyzed, and the detailed interface information is given and tested. The control of the position and attitude of the aircraft in the X-plane is realized. Finally, the user interface code is written under SIMulation Workbench:. The control signal of the flight rocker and the driving signal of the output visual simulation system in the loop simulation of reader. The use of SIMulation. The Workbench software transforms the established Simulink model into real-time code that can run on the simulator. In addition, a simple man-machine interface is established. Finally, SIMulation Workbench is used to test and run the simulation code. All the calculation processes are completed in 1 millisecond. The verification results show that:. The design scheme of rapid prototyping modeling and simulation based on iHawk simulator obviously reduces the workload of simulation development. Shortening the R & D cycle and reducing the difficulty of coding by hand is an effective and feasible technique for the realization of real-time simulation.
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V211;TP391.9

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本文编号:1383404

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