直升机模拟飞行控制可视化平台研究

发布时间：2017-10-05 23:16

  本文关键词：直升机模拟飞行控制可视化平台研究

  更多相关文章： 模拟飞行 可视化 建模 六自由度 模块划分

【摘要】：随着航空事业的快速发展,飞行器数量的逐渐增多,飞行驾驶技术的熟练程度越来越影响到飞行的质量,但是传统的飞行训练由于受到训练成本和设备数量的限制,无法满足日益增长的飞行训练需求。伴随着信息技术的高速发展,模拟飞行技术越来越得到重视。飞行模拟技术是一门以系统仿真、空气动力学、数字技术、自适应技术等为基础,以现实生活中所经常遇到的飞行器为研究目标,借助数学建模技术和计算机系统仿真方法,通过建立模拟飞行器来完成飞行过程理论研究和测试飞行器各项性能,并对建立的模拟飞行器进行系统结构和参数的优化。模拟飞行控制系统利用虚拟现实技术创建飞行器飞行训练的虚拟环境,使受训人员能够“沉浸”到计算机生成的环境中,并通过对模拟设备进行操控,了解和掌握新装备的飞行技能,从而达到在实际上进行飞行训练的效果。本文是在直升机动力模型分析的基础上,结合计算机技术,阐述飞行控制可视化平台的设计过程。首先通过对可视化仿真技术的概念和仿真建模的特点及使用VC++绘图时消除屏幕闪烁技术做了详细介绍;然后在二维视图的基础上,通过采用阈值分割法和面向对象的模块建模法建立了二维控制平台,并对各模块的功能做了详细的介绍;由于在二维视图上,模拟飞行的空间立体感觉比较模糊,为此通过对直升机运动参量的分析,采用六自由度算法建立了三维控制平台模型,并详细阐述了平台的构建过程与模块的功能划分;最后从系统的角度出发,细致阐述了直升机在三维控制平台下的体系结构设计与实现过程,并结合直升机在不同环境下的飞行操作实例,验证该三维控制平台系统的实用性与准确性。
【关键词】：模拟飞行 可视化 建模 六自由度 模块划分
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V249.1;V275.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 论文研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外的研究现状11-12
• 1.3 论文的主要工作及组织形式12-13
• 1.4 本文小结13-14
• 第二章 基础理论概述14-20
• 2.1 可视化技术概述14-15
• 2.1.1 数据可视化14-15
• 2.1.2 信息可视化15
• 2.2 可视化仿真建模15-18
• 2.2.1 可视化仿真系统的组成15-16
• 2.2.2 仿真模型的渲染16-17
• 2.2.3 仿真系统三维模型数据库的特点17-18
• 2.3 屏幕闪烁消除技术18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 二维控制平台的可视化研究20-46
• 3.1 二维控制平台要素组成及划分20-30
• 3.1.1 控制单元的定义与要素划分21-23
• 3.1.2 仪表面板要素的定义与划分23-24
• 3.1.3 场景变换单元的要素定义及划分24-30
• 3.2 虚拟驾驶舱仪表系统模块概述30-35
• 3.2.1 虚拟驾驶舱仪表系统30-31
• 3.2.2 虚拟仪表的可视化31-32
• 3.2.3 虚拟仪表系统的仿真32-34
• 3.2.4 仪表系统处理过程中遇到的问题及解决办法34-35
• 3.3 控制系统的模块划分35-42
• 3.3.1 控制平台界面的划分35-39
• 3.3.2 平台的运行控制39-41
• 3.3.3 平台运行调用过程41-42
• 3.4 AS350型直升机模拟飞行控制实例分析42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 基于六自由度的控制平台模型的建立46-63
• 4.1 坐标系的建立及运动参量46-48
• 4.2 直升机的动力学平衡48-51
• 4.2.1 直升机的平衡方程48
• 4.2.2 直升机悬停时的平衡48-50
• 4.2.3 直升机平飞时的平衡50
• 4.2.4 全量运动方程50-51
• 4.3 可视化三维立体控制平台的设计51-54
• 4.3.1 三维控制平台的需求分析51-52
• 4.3.2 可视化平台建立的技术路线52-53
• 4.3.3 控制系统的平台构架53-54
• 4.4 可视化控制平台的模块划分54-62
• 4.4.1 三维框架构建模块55-60
• 4.4.2 虚拟视景仿真模块60
• 4.4.3 控制驱动操作模块60-61
• 4.4.4 模拟运动仿真模块61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 基于三维控制平台的直升机模拟飞行仿真63-82
• 5.1 直升机飞行仿真系统结构设计63-65
• 5.1.1 系统开发平台框架及运行环境63
• 5.1.2 系统结构组成63-65
• 5.1.3 系统控制策略65
• 5.2 飞行动力学仿真模型的功能需求分析65-74
• 5.2.1 系统功能需求划分65-67
• 5.2.2 系统飞行模式划分67-68
• 5.2.3 系统平台的设计与实现68-74
• 5.3 模拟飞行仿真与结果分析74-81
• 5.3.1 模拟控制下的飞行仿真74-76
• 5.3.2 仿真结果分析76-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第六章 总结和展望82-84
• 6.1 论文总结82-83
• 6.2 研究展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-89
• 作者简介89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王树红;国产直升机试飞取得重大突破[J];国防科技工业;2000年04期

2 王俊英;直11型直升机完成适航取证科目试飞[J];航空制造技术;2001年02期

3 唐华;美国研究新的复合式直升机[J];国际航空;2001年07期

4 ;军民通用型直升机[J];军民两用技术与产品;2001年01期

5 陶岚;国内外直升机标准发展现状的分析研究[J];航空标准化与质量;2003年02期

6 潘俊刚,李新蓉,马桃芳;直升机飞行人员的听力调查[J];中国疗养医学;2004年06期

7 吕伯平;张文军;;老龄化直升机的维护[J];直升机技术;2006年02期

8 黄传跃;朱生利;刘福令;;中国直升机发展现状及展望[J];现代军事;2007年11期

9 郭霞;;最先进的警用直升机[J];江苏航空;2008年03期

10 沈建;尚大伟;刘伟东;赵志军;武艺;翟兵;;直升机电力作业对维修的特殊要求与应对措施[J];航空维修与工程;2010年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李名琦;蒋海滨;李涛;;直升机应急漂浮系统的设计[A];探索 创新 交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

2 吴健;葛乐新;吴晓艳;;米17系列直升机两例线路短路故障的分析与排除[A];第四届长三角科技论坛航空航天与长三角经济发展分论坛暨第三届全国航空维修技术学术年会论文集[C];2007年

3 翟鸣;贡东君;;一种警务直升机智能视觉辅助系统的研发构想[A];第十三届中国科协年会第22分会场-中国通用航空发展研讨会论文集[C];2011年

4 黄承恭;吴建华;;复合材料在直升机上的应用与发展[A];复合材料：生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年

5 张国龙;王开辉;;直升机飞行人员损伤性脊柱疾病调查及预防对策[A];第九届全国软组织疼痛学术会议暨首届中华医学会疼痛学会软组织疼痛年会论文汇编[C];2004年

6 温天佑;张晓;;我国直升机飞行员个体防护救生装备发展设想[A];中国航空学会全国第十届安全救生学术交流会文集[C];2006年

7 宫少波;温永海;;直升机抗坠毁仿真技术现状、发展与工程实例浅析[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

8 杨志宇;;野战条件下直升机的维护保养[A];第四届长三角科技论坛航空航天与长三角经济发展分论坛暨第三届全国航空维修技术学术年会论文集[C];2007年

9 卢惠民;;直升机仿真问题研究[A];1998年上海市系统仿真学会学术年会论文专辑[C];1998年

10 汪东林;孙艳;蒋晓彦;张彩先;;某型引进直升机综合保障研究[A];航空装备保障技术及发展——航空装备保障技术专题研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 李宣良邋黎云 黄书波 朱映涛;搜救失事直升机全记录[N];人民日报;2008年

2 本报驻江苏记者 周伟明;苏州将建直升机机场租费每小时超万元[N];中国旅游报;2009年

3 陈家强;浅谈直升机应急灭火救援[N];人民公安报·消防周刊;2009年

4 记者 赵珊;廊坊开建直升机产业基地[N];人民日报海外版;2009年

5 记者 任谦;公安部定点飞龙通航培训直升机飞行员[N];中国航空报;2009年

6 易开红　李欧 本报记者 钟振宇;空中 直升机58次穿越[N];四川日报;2010年

7 陆军航空兵学院飞行教员 马玉能　四川珙县交通战备办公室主任 李祥君;直升机参与应急救援的几点思考[N];中国民航报;2011年

8 早报记者 杨洁;“直升机查违章没有大材小用”[N];东方早报;2011年

9 记者 方芳;本市拟启用急救直升机[N];北京日报;2011年

10 时报记者 张维维 实习生 黄硕;直升机产业 滨海振翅飞[N];滨海时报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 孟万里;直升机单台发动机失效后飞行轨迹优化研究与应用[D];南京航空航天大学;2014年

2 栗英杰;直升机飞行模拟器关键技术研究[D];吉林大学;2012年

3 孙涛;直升机飞行力学模型辨识研究[D];南京航空航天大学;2010年

4 沈国际;振动信号处理技术在直升机齿轮箱故障诊断中的应用[D];国防科学技术大学;2005年

5 孙伟;直升机总体优化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2012年

6 陈仲生;直升机旋转部件故障特征提取的高阶统计量方法研究[D];国防科学技术大学;2004年

7 周伟;直升机激发水下声场的理论及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

8 孔卫红;复合式高速直升机若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

9 彭名华;直升机总体多学科设计优化研究[D];南京航空航天大学;2009年

10 沙虹伟;尾桨倾斜和可动平尾对直升机性能/品质影响及设计方法研究[D];南京航空航天大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 彭笑非;降水和雷暴条件下直升机稳定性定性分析研究[D];中国民用航空飞行学院;2011年

2 高鹏波;四旋翼直升机硬件设计与姿态、巡航控制算法实现[D];内蒙古大学;2015年

3 明晨曦;直升机激光目标源综合中心电子学系统的研制[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2015年

4 王礼钊;救助直升机绞车支架拓扑优化设计与分析[D];大连海事大学;2015年

5 荣鹤;基于粒子群算法的直升机控制器设计[D];南昌航空大学;2015年

6 王茂;直升机传动链关键部件故障特征优化方法研究及实现[D];国防科学技术大学;2013年

7 李芳芳;三自由度直升机多目标容错控制器的设计[D];东北大学;2013年

8 刘继涛;高速直升机总体技术方案及关键部件研究[D];兰州交通大学;2015年

9 王弋;高原地区输电线路工程直升机调运项目施工管理研究[D];华北电力大学;2015年

10 付海燕;基于DSP的直升机传动系统在线监测研究[D];上海交通大学;2014年

，

本文编号：979381