本文關鍵詞：基于HLA的無人機飛行姿態(tài)航跡仿真系統(tǒng)研究

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【摘要】：無人機飛行仿真系統(tǒng)被廣泛用于無人機的研發(fā)、性能分析以及飛行演練,不僅可以大大縮短研發(fā)時間和降低成本,還可以驗證無人機決策的可行性,在軍事以及航空范圍內(nèi)具有極其重要的作用。本文選用高層體系結構HLA(High Level Architecture)仿真技術作為無人機飛行仿真系統(tǒng)的平臺。HLA作為新一代仿真體系結構,使得復雜系統(tǒng)仿真以及建模具有一個通用的技術支撐框架,可以有效地解決仿真系統(tǒng)的重用性和互操作性。本文主要的創(chuàng)新點在于將HLA體系結構與仿真技術聯(lián)合起來,設計飛行仿真系統(tǒng)的框架。將整個系統(tǒng)的功能模塊化,分為HLA底層框架系統(tǒng)和三維視景模塊,為仿真平臺提高了一定的重用性。本文首先討論了HLA高層體系結構技術的組成以及HLA運行支撐環(huán)境RTI(Run-Time Infrastructure)技術的結構,提出了基于HLA的無人機飛行姿態(tài)航跡仿真系統(tǒng)的設計方案。根據(jù)分析聯(lián)邦開發(fā)和執(zhí)行過程模型,對仿真系統(tǒng)進行仿真邦員設計,將整個系統(tǒng)分為飛行仿真邦員、管理者邦員、數(shù)據(jù)管理邦員、飛行回放邦員及三維視景系統(tǒng),并詳細概述了各個仿真邦員負責的功能及之間的關系。由RTI負責執(zhí)行各個模塊間的信息交互,其間的數(shù)據(jù)通信由對應的邦員來完成。本文對無人機飛行動力學進行了研究,利用獲取無人機運動的基本參數(shù)指標構造其對應的數(shù)學模型,詳細介紹了無人機轉彎飛行的實現(xiàn)方法。為了完善無人機的飛行效果,采用線性插值算法實現(xiàn)對飛行航點的平滑處理。在本系統(tǒng)中,視景顯示模塊選擇在Multigen Creator建模工具、Vega Prime驅動軟件和Visual Studio2003環(huán)境下開發(fā),通過網(wǎng)絡控制,使無人機能夠按照指定的航跡飛行。
【關鍵詞】：飛行仿真 高級體系結構 Creator/Vega Prime 可視化仿真
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.9;V279
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9-11
• 1.2 課題研究的目的及意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容13
• 1.5 論文組織與安排13-14
• 1.6 本章小結14-15
• 第2章 無人機飛行姿態(tài)航跡仿真系統(tǒng)框架15-27
• 2.1 基于HLA仿真系統(tǒng)的基本結構15
• 2.2 HLA的概述15-16
• 2.3 HLA組成16-19
• 2.3.1 HLA規(guī)則16-17
• 2.3.2 HLA對象模型模板17-18
• 2.3.3 HLA接.規(guī)范18-19
• 2.4 運行支撐環(huán)境RTI19-21
• 2.4.1 RTI概述19-20
• 2.4.2 RTI組成20-21
• 2.4.3 RTI配置文件21
• 2.5 基于HLA無人機飛行姿態(tài)航跡仿真設計方案21-26
• 2.5.1 系統(tǒng)軟硬件平臺21-23
• 2.5.1.1 硬件平臺21-22
• 2.5.1.2 軟件平臺22-23
• 2.5.1.3 三維顯示技術23
• 2.5.2 系統(tǒng)功能需求分析23-24
• 2.5.3 系統(tǒng)總體結構24-25
• 2.5.4 設置標準數(shù)據(jù)結構25-26
• 2.6 本章小結26-27
• 第3章 基于HLA的底層框架設計與實現(xiàn)27-47
• 3.1 飛行仿真系統(tǒng)用例設計27-30
• 3.1.1 用例概念27
• 3.1.2 軟件開發(fā)流程27-28
• 3.1.3 仿真管理用例28-30
• 3.1.4 系統(tǒng)聯(lián)邦成員用例圖30
• 3.2 聯(lián)邦開發(fā)和成員設計30-37
• 3.2.1 聯(lián)邦開發(fā)過程30-32
• 3.2.2 系統(tǒng)模型模板設計32-33
• 3.2.3 FED文件設計33-35
• 3.2.4 系統(tǒng)的程序流程35-37
• 3.3 數(shù)據(jù)分發(fā)管理37-40
• 3.3.1 數(shù)據(jù)過濾機制38
• 3.3.2 動態(tài)網(wǎng)格法38-40
• 3.4 飛行仿真系統(tǒng)平臺的實現(xiàn)40-46
• 3.4.1 管理者模塊40-42
• 3.4.2 飛行仿真模塊42-44
• 3.4.3 回放飛行模塊44-45
• 3.4.4 數(shù)據(jù)管理模塊45-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第4章 無人機的飛行動力學分析47-60
• 4.1 飛行動力學介紹47
• 4.2 飛行坐標系之間的轉換47-50
• 4.2.1 坐標系的定義47-48
• 4.2.2 坐標系間的變換48-50
• 4.3 無人機的控制量與被控制量50-51
• 4.4 無人機動力學仿真模型51-59
• 4.4.1 動力學方程組52-53
• 4.4.2 氣動力系統(tǒng)模型53-54
• 4.4.3 無人機飛行姿態(tài)控制54-55
• 4.4.4 航跡仿真中插值算法55-59
• 4.5 本章小結59-60
• 第5章 基于Vega Prime的三維視景顯示仿真系統(tǒng)60-78
• 5.1 三維視景仿真開發(fā)工具介紹60-63
• 5.1.1 Vega Prime視景仿真軟件60-61
• 5.1.2 Multigen Creator仿真建模軟件61-62
• 5.1.3 仿真開發(fā)軟件對比62-63
• 5.2 三維視景仿真的框架設計63-67
• 5.2.1 三維視景仿真的總體結構63-64
• 5.2.2 三維視景系統(tǒng)的驅動流程64-67
• 5.3 三維視景仿真系統(tǒng)的具體實現(xiàn)67-77
• 5.3.1 三維視景系統(tǒng)的功能模塊67-73
• 5.3.2 三維視景系統(tǒng)的運行實現(xiàn)73-77
• 5.4 本章小結77-78
• 第6章 總結和展望78-80
• 6.1 論文總結78-79
• 6.2 工作展望79-80
• 參考文獻80-83
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明83-84
• 致謝84-85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 卿杜政,李伯虎;HLA運行支撐框架(SSS-RTI)的研究與開發(fā)[J];系統(tǒng)仿真學報;2000年05期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 段建榮;UML用例模型的B形式化描述方法研究[D];西安科技大學;2009年

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本文編號：1099999