本文關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的飛速發(fā)展，無(wú)論是在民用還是軍用領(lǐng)域，飛行器的速度、機(jī)動(dòng)性、升限等都得到了極大的提升，在不斷追求更高、更快和更好的機(jī)動(dòng)性能的同時(shí)，正在向著空天飛行器的方向發(fā)展。而作為飛行器的駕駛員——人類已經(jīng)不能夠勝任如此之高的強(qiáng)度。因此，無(wú)人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，并呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。 無(wú)人機(jī)就其本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種飛行機(jī)器人。它與傳統(tǒng)的“有人機(jī)”相比，其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：無(wú)人機(jī)具有零人員傷亡、運(yùn)營(yíng)成本低、機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。然而對(duì)無(wú)人機(jī)的研究，也存在著開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入高、耗費(fèi)人力物力巨大等問(wèn)題。因此，對(duì)于無(wú)人機(jī)進(jìn)行仿真研究也同樣具有極其重要的意義，它不僅可以大大縮短開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省成本，而且可以用于驗(yàn)證無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛、決策、任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)協(xié)同、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)等的可行性與正確性。 對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行飛行仿真主要包括空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型仿真、飛行視景仿真、自主控制和任務(wù)規(guī)劃等方面。本文主要對(duì)其中前兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了相關(guān)研究：一是對(duì)無(wú)人機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；二是利用OSG圖形渲染引擎對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行可視化的仿真。 鑒于現(xiàn)代無(wú)人機(jī)飛機(jī)的氣動(dòng)布局和動(dòng)力學(xué)特性越來(lái)越為復(fù)雜，傳統(tǒng)的理論建模方法很難達(dá)到逼真的效果。因此，本文提出了一種對(duì)飛行數(shù)據(jù)采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擬合和逼近的氣動(dòng)模型建模方法。該方法可以充分利用無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中記錄的飛行數(shù)據(jù)，對(duì)其氣動(dòng)特性進(jìn)行建模，不僅可以真實(shí)反映具有復(fù)雜氣動(dòng)布局的現(xiàn)代飛行器的氣動(dòng)特性，而且對(duì)單架個(gè)體具有很強(qiáng)的針對(duì)性，能夠做到有的放矢。 在視景仿真方面，本文采用OSG渲染引擎作為開(kāi)發(fā)工具，OSG是一套開(kāi)源的、成熟的、應(yīng)用廣泛的圖形庫(kù)，使用OSG能夠高效、靈活和方便的進(jìn)行飛行仿真視景系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。本文主要研究了利用VPB構(gòu)建大規(guī)模飛行地形和場(chǎng)景，視景系統(tǒng)與Matlab閉環(huán)通信和基于DirectInput的桿、舵等硬件設(shè)備參數(shù)采集等問(wèn)題。 最后，通過(guò)將氣動(dòng)模型和視景系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試表明：采用本文論述的方法建立的無(wú)人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)，在氣動(dòng)模型、視景系統(tǒng)等方面均達(dá)到了飛行仿真的要求。所建立的飛行仿真系統(tǒng)具有高逼真度和較強(qiáng)針對(duì)性等特點(diǎn)，能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)運(yùn)用于無(wú)人機(jī)相關(guān)研究和人員訓(xùn)練等領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 無(wú)人機(jī) OSG 飛行仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：V279;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-12
• 1.2 無(wú)人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述及研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 飛行仿真系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀綜述12-14
• 1.2.2 飛行仿真建模方法及國(guó)內(nèi)外研究狀況綜述14
• 1.2.3 飛行仿真視景系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法及國(guó)內(nèi)外研究狀況綜述14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及各章內(nèi)容安排15-17
• 第2章 基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣動(dòng)建�；纠碚�17-39
• 2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述17-20
• 2.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)18-19
• 2.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域19
• 2.1.3 神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模型19-20
• 2.2 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)20-24
• 2.2.1 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2.2 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法23-24
• 2.3 無(wú)人機(jī)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型24-29
• 2.3.1 常用坐標(biāo)系簡(jiǎn)介25-26
• 2.3.2 無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)方程26-28
• 2.3.3 無(wú)人機(jī)六自由度全量運(yùn)動(dòng)方程28-29
• 2.4 無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)方程分析29-37
• 2.4.1 飛行速度分析29-30
• 2.4.2 質(zhì)量變化特性分析30-31
• 2.4.3 作用在無(wú)人機(jī)上的力和力矩分析31-34
• 2.4.4 空氣動(dòng)力學(xué)模型輸入輸出分析34-37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 第3章 基于 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)人機(jī)氣動(dòng)建模及驗(yàn)證39-50
• 3.1 飛行數(shù)據(jù)預(yù)處理39-43
• 3.1.1 異常數(shù)據(jù)的識(shí)別、剔除和修正39-41
• 3.1.2 數(shù)據(jù)插值41
• 3.1.3 數(shù)據(jù)平滑41-43
• 3.1.4 數(shù)據(jù)歸一化43
• 3.2 基于 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型43-44
• 3.3 數(shù)學(xué)模型仿真結(jié)果及分析44-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于 OSG 的飛行仿真視景系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)50-61
• 4.1 飛行仿真系統(tǒng)總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)50-51
• 4.1.1 方案概述50
• 4.1.2 運(yùn)行流程50
• 4.1.3 系統(tǒng)框架50-51
• 4.2 OSG 圖形渲染引擎51-52
• 4.3 飛行仿真視景系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52-59
• 4.3.1 地形及視景構(gòu)建52-57
• 4.3.2 視景系統(tǒng)與 Matlab 閉環(huán)通信57-58
• 4.3.3 基于 DirectInput 的桿、舵參數(shù)采集58-59
• 4.4 系統(tǒng)仿真結(jié)果59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 龔正;沈宏良;;非定常氣動(dòng)力的結(jié)構(gòu)自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法[J];飛行力學(xué);2007年04期

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5 史秋晶;胡伍生;;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法在DEM內(nèi)插中的應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代測(cè)繪;2007年05期

6 耿宏;高遠(yuǎn);;QAR數(shù)據(jù)在民航飛機(jī)氣動(dòng)力參數(shù)辨識(shí)中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2013年06期

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：504622