本文關(guān)鍵詞：直升機模擬飛行控制可視化平臺研究

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【摘要】：隨著航空事業(yè)的快速發(fā)展,飛行器數(shù)量的逐漸增多,飛行駕駛技術(shù)的熟練程度越來越影響到飛行的質(zhì)量,但是傳統(tǒng)的飛行訓練由于受到訓練成本和設備數(shù)量的限制,無法滿足日益增長的飛行訓練需求。伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,模擬飛行技術(shù)越來越得到重視。飛行模擬技術(shù)是一門以系統(tǒng)仿真、空氣動力學、數(shù)字技術(shù)、自適應技術(shù)等為基礎,以現(xiàn)實生活中所經(jīng)常遇到的飛行器為研究目標,借助數(shù)學建模技術(shù)和計算機系統(tǒng)仿真方法,通過建立模擬飛行器來完成飛行過程理論研究和測試飛行器各項性能,并對建立的模擬飛行器進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的優(yōu)化。模擬飛行控制系統(tǒng)利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建飛行器飛行訓練的虛擬環(huán)境,使受訓人員能夠“沉浸”到計算機生成的環(huán)境中,并通過對模擬設備進行操控,了解和掌握新裝備的飛行技能,從而達到在實際上進行飛行訓練的效果。本文是在直升機動力模型分析的基礎上,結(jié)合計算機技術(shù),闡述飛行控制可視化平臺的設計過程。首先通過對可視化仿真技術(shù)的概念和仿真建模的特點及使用VC++繪圖時消除屏幕閃爍技術(shù)做了詳細介紹;然后在二維視圖的基礎上,通過采用閾值分割法和面向?qū)ο蟮哪K建模法建立了二維控制平臺,并對各模塊的功能做了詳細的介紹;由于在二維視圖上,模擬飛行的空間立體感覺比較模糊,為此通過對直升機運動參量的分析,采用六自由度算法建立了三維控制平臺模型,并詳細闡述了平臺的構(gòu)建過程與模塊的功能劃分;最后從系統(tǒng)的角度出發(fā),細致闡述了直升機在三維控制平臺下的體系結(jié)構(gòu)設計與實現(xiàn)過程,并結(jié)合直升機在不同環(huán)境下的飛行操作實例,驗證該三維控制平臺系統(tǒng)的實用性與準確性。
【關(guān)鍵詞】：模擬飛行 可視化 建模 六自由度 模塊劃分
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1;V275.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 論文研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要工作及組織形式12-13
• 1.4 本文小結(jié)13-14
• 第二章 基礎理論概述14-20
• 2.1 可視化技術(shù)概述14-15
• 2.1.1 數(shù)據(jù)可視化14-15
• 2.1.2 信息可視化15
• 2.2 可視化仿真建模15-18
• 2.2.1 可視化仿真系統(tǒng)的組成15-16
• 2.2.2 仿真模型的渲染16-17
• 2.2.3 仿真系統(tǒng)三維模型數(shù)據(jù)庫的特點17-18
• 2.3 屏幕閃爍消除技術(shù)18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 二維控制平臺的可視化研究20-46
• 3.1 二維控制平臺要素組成及劃分20-30
• 3.1.1 控制單元的定義與要素劃分21-23
• 3.1.2 儀表面板要素的定義與劃分23-24
• 3.1.3 場景變換單元的要素定義及劃分24-30
• 3.2 虛擬駕駛艙儀表系統(tǒng)模塊概述30-35
• 3.2.1 虛擬駕駛艙儀表系統(tǒng)30-31
• 3.2.2 虛擬儀表的可視化31-32
• 3.2.3 虛擬儀表系統(tǒng)的仿真32-34
• 3.2.4 儀表系統(tǒng)處理過程中遇到的問題及解決辦法34-35
• 3.3 控制系統(tǒng)的模塊劃分35-42
• 3.3.1 控制平臺界面的劃分35-39
• 3.3.2 平臺的運行控制39-41
• 3.3.3 平臺運行調(diào)用過程41-42
• 3.4 AS350型直升機模擬飛行控制實例分析42-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于六自由度的控制平臺模型的建立46-63
• 4.1 坐標系的建立及運動參量46-48
• 4.2 直升機的動力學平衡48-51
• 4.2.1 直升機的平衡方程48
• 4.2.2 直升機懸停時的平衡48-50
• 4.2.3 直升機平飛時的平衡50
• 4.2.4 全量運動方程50-51
• 4.3 可視化三維立體控制平臺的設計51-54
• 4.3.1 三維控制平臺的需求分析51-52
• 4.3.2 可視化平臺建立的技術(shù)路線52-53
• 4.3.3 控制系統(tǒng)的平臺構(gòu)架53-54
• 4.4 可視化控制平臺的模塊劃分54-62
• 4.4.1 三維框架構(gòu)建模塊55-60
• 4.4.2 虛擬視景仿真模塊60
• 4.4.3 控制驅(qū)動操作模塊60-61
• 4.4.4 模擬運動仿真模塊61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 基于三維控制平臺的直升機模擬飛行仿真63-82
• 5.1 直升機飛行仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計63-65
• 5.1.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺框架及運行環(huán)境63
• 5.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成63-65
• 5.1.3 系統(tǒng)控制策略65
• 5.2 飛行動力學仿真模型的功能需求分析65-74
• 5.2.1 系統(tǒng)功能需求劃分65-67
• 5.2.2 系統(tǒng)飛行模式劃分67-68
• 5.2.3 系統(tǒng)平臺的設計與實現(xiàn)68-74
• 5.3 模擬飛行仿真與結(jié)果分析74-81
• 5.3.1 模擬控制下的飛行仿真74-76
• 5.3.2 仿真結(jié)果分析76-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)和展望82-84
• 6.1 論文總結(jié)82-83
• 6.2 研究展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-89
• 作者簡介89

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