基于iHawk平台和飞行动力学模型实时仿真系统设计
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
【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
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴义明,齐欢;导弹对抗的视景仿真[J];计算机仿真;2005年08期
2 白小亮;唐硕;;重复使用运载器视景仿真的设计与实现[J];弹箭与制导学报;2005年S4期
3 江山平;刘爽平;;高速公路视景仿真浅析[J];中国水运(理论版);2006年04期
4 许小飞;张玉平;朱金陵;;基于OpenGL Performer的视景仿真碰撞检测技术研究[J];成都电子机械高等专科学校学报;2008年02期
5 屠海洋;袁章新;;船舶操纵模拟中视景仿真的研究[J];中国航海;2009年01期
6 王志乐;于辉;许路航;;基于ActiveX/VegaPrime的交互视景仿真平台封装的研究[J];科学技术与工程;2009年24期
7 陈宏;柯冉绚;周世波;彭国均;;海上交通视景仿真平台的构建方法探讨[J];武汉理工大学学报;2010年01期
8 雷达;吴娟;;飞机拦阻过程的视景仿真研究[J];微处理机;2010年06期
9 张云;马崇宵;薛艳茹;于晶晶;;基于SE-Workbench-IR的红外视景仿真研究[J];弹箭与制导学报;2010年04期
10 梁洪涛;康凤举;翟楠楠;;基于突变理论与梯形模糊数的海洋视景仿真逼真度综合评定[J];江苏大学学报(自然科学版);2014年01期
相关会议论文 前10条
1 齐丽君;姚连钰;任佳阅;;光与色在视景仿真中应用[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
2 崔海英;郭建军;李涛;;虚拟海洋环境视景仿真关键技术研究[A];2009年中国东西部声学学术交流会论文集[C];2009年
3 刘晓明;王贵芳;傅作民;窦晓亮;;海洋工程视景仿真设计[A];2010年MIS/S&A学术交流会议论文集(中国造船工程学会学术论文集)[C];2010年
4 杨凌云;刘德生;;综合集成法在视景仿真开发中的应用[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
5 简季;彭士安;冯秀娟;孙红三;;铁路沿线视景仿真及信号机布局设计[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
6 孙鑫;;多媒体技术在视景仿真中的应用[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年
7 付建林;周美玉;;视景仿真在城市规划中的应用[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
8 王蒙;夏青;万刚;;多通道视景仿真系统技术研究[A];第五届全国仿真器学术会论文集[C];2004年
9 梅赛;高金耀;杨春国;金肖兵;方银霞;杨勇;;冲绳海槽虚拟海底视景仿真初探[A];中国地球物理·2009[C];2009年
10 孙伟;张琦;;基于八叉树方法的虚拟工程车视景仿真[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前2条
1 郑晖、赵冰丽;数字化校园视景仿真教学平台 开创虚拟情景教学模式先河[N];光明日报;2002年
2 ;数字化校园视景 仿真教学平台[N];光明日报;2002年
相关博士学位论文 前2条
1 徐东平;实时动态交互视景仿真[D];武汉理工大学;2002年
2 胡海鹤;红外视景仿真关键技术研究[D];北京理工大学;2015年
相关硕士学位论文 前10条
1 骆鹏;驾驶员训练仪视景仿真技术研究[D];西安工业大学;2015年
2 车爽;基于列车运行控制的城市轨道交通视景仿真[D];西南交通大学;2015年
3 邹冬冬;捷联成像制导武器半实物仿真系统中视景仿真目标模拟器的设计与实现[D];国防科学技术大学;2013年
4 王德磊;某型直升机飞行训练模拟器视景仿真设计[D];解放军信息工程大学;2013年
5 徐锐;基于OGRE视景仿真平台的设计与实现[D];天津大学;2014年
6 任利民;基于iHawk平台和飞行动力学模型实时仿真系统设计[D];沈阳航空航天大学;2016年
7 周智楠;基于特征参数的机场三维模型自动化建模方法研究[D];中国民航大学;2011年
8 黄夏荣;无人机飞行视景仿真平台的设计与实现[D];南京理工大学;2007年
9 徐阳;列车视景仿真中三维建模技术的研究[D];中南大学;2011年
10 杨珂;飞行视景仿真中若干关键技术研究及实现[D];电子科技大学;2013年
,本文编号:1383404
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/1383404.html