本文關(guān)鍵詞：基于iHawk平臺和飛行動力學(xué)模型實時仿真系統(tǒng)設(shè)計　出處：《沈陽航空航天大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：飛行仿真系統(tǒng)是一個高技術(shù)密集、多學(xué)科交叉融合的極具挑戰(zhàn)性的熱點前沿研究領(lǐng)域,為航空相關(guān)學(xué)科發(fā)展提供了極為豐富的研究方向與研究課題。建設(shè)一個以飛行系統(tǒng)為理論研究基礎(chǔ)的平臺是專業(yè)培養(yǎng)的首要條件。從工程意義上講,使用飛行仿真技術(shù)進(jìn)行飛行測試,可以減少測試時間,降低風(fēng)險,節(jié)約成本。本文采用iHawk實時仿真機作為仿真平臺,在Matlab/Simulink環(huán)境下建立飛行動力學(xué)模型,iHawk仿真機上運行飛行器模型,SIMulation Workbench軟件作為整個仿真的控制臺,負(fù)責(zé)控制仿真的工作流程,最終實現(xiàn)飛行仿真。本文首先介紹了兩種主要飛行仿真方案,分別是人在回路仿真方案和半實物仿真方案,并實現(xiàn)人在回路仿真解決方案,對半實物仿真方案由于時間限制沒能實現(xiàn),只對飛行控制計算機的接口做了測試,為實現(xiàn)后期的系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試提供基礎(chǔ)。無論是人在回路仿真還是半實物仿真,都用到視景作為直觀的數(shù)據(jù)輸出顯示,特別是人在回路仿真中視景作為唯一的反饋信號。采用模塊化的方法建模思想設(shè)計飛行器模型,并對各部分模塊進(jìn)行詳細(xì)說明。本文通過X-plane模擬飛行軟件的數(shù)據(jù)通訊接口進(jìn)行解析,并給出詳解的接口信息,并進(jìn)行測試,實現(xiàn)了對X-plane中飛行器的位置姿態(tài)的控制。最后在SIMulation Workbench下編寫用戶接口代碼:讀取人在回路仿真中飛行搖桿的控制信號和輸出視景仿真系統(tǒng)的驅(qū)動信號。利用SIMulation Workbench軟件將建立的Simulink模型轉(zhuǎn)化成能在仿真機上運行的實時代碼,此外還建立了簡單的人機接口界面,最終使用SIMulation Workbench對仿真代碼進(jìn)行測試運行。全部的解算過程均在1毫秒內(nèi)完成。驗證結(jié)果表明:基于iHawk仿真機的快速原型建模仿真設(shè)計方案明顯減少仿真開發(fā)的工作量,縮短研發(fā)周期,降低手工編寫代碼的難度,對于實時仿真的實現(xiàn)是一種有效并且可行的技術(shù)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.
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V211;TP391.9

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本文編號：1383404