傘降技術(shù)在兵器工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,常常被用于炸彈等進攻性武器和服務(wù)性武器的空中減速,確保預(yù)定的彈道,增加滯空時長和退曳高度,增大入土或入水角度,保證空投裝備實現(xiàn)預(yù)定作戰(zhàn)效能等。本課題以國外某型傘降子母彈為對象研究傘降彈藥的外彈道過程仿真及可視化,因此重點研究的內(nèi)容是外彈道部分彈體的運動姿態(tài),對其外彈道過程進行動力學(xué)建模和仿真,根據(jù)仿真結(jié)果建立傘彈的外彈道過程可視化系統(tǒng),完成對彈道仿真的可視化。首先,建立各個運動階段的動力學(xué)模型,研究傘降彈藥在各階段的受力狀況并進行運動過程分析,建立各段的運動方程,并對其運動過程進行分析。其次,運用Matlab/Simulink工程計算軟件進行分析計算,得到彈體飛行過程中的彈道參數(shù)以及準(zhǔn)確的彈道曲線,利用Simulink模塊進行彈道的建模和仿真,并根據(jù)給定原始數(shù)據(jù)驗證仿真模型是否可靠。最后,基于Simulink與Flightgear技術(shù)建立彈體在不同運動階段的三維仿真模型及虛擬現(xiàn)實環(huán)境,實現(xiàn)對虛擬場景的數(shù)據(jù)交互傳遞,完成外彈道虛擬現(xiàn)實運動仿真模型的建立,實現(xiàn)彈體外彈道運動姿態(tài)的可視化。本課題屬于傘降武器研究領(lǐng)域里的一小部分。課題基于MATLAB軟件,通過對傘降武器的外彈道運動進行建模和可視化虛擬現(xiàn)實仿真,在設(shè)計此類傘降武器系統(tǒng)時,可降低大量實驗所需的精力和時間,通過仿真評估方案可行性可優(yōu)缺點,可快速查找出錯的細節(jié),并通過調(diào)整和修改參數(shù)達到優(yōu)化方案的目的,而且還可用來分析和研究已有同類傘降武器的性能。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TJ410
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究意義和背景
        1.1.1 傘降武器技術(shù)概述
        1.1.2 國內(nèi)外傘降武器研究現(xiàn)狀
    1.2 可視化仿真技術(shù)概述
        1.2.1 可視化仿真技術(shù)介紹
        1.2.2 基于Flightgear可視化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 本文所做的工作及意義
2 傘彈系統(tǒng)外彈道運動過程及動力學(xué)分析
    2.1 母彈飛行階段運動分析
        2.1.1 坐標(biāo)系的定義及轉(zhuǎn)換
        2.1.2 作用在母彈上的力
        2.1.3 母彈運動方程
    2.2 子母彈拋撒段運動分析
        2.2.1 拋撒段運動過程
        2.2.2 拋撒段動力學(xué)分析
    2.3 降落傘拉直充氣階段運動分析
        2.3.1 坐標(biāo)系定義與轉(zhuǎn)換
        2.3.2 拉直段運動過程及受力分析
        2.3.3 充氣段運動過程及受力分析
    2.4 穩(wěn)定下落階段運動分析
        2.4.1 坐標(biāo)系定義與轉(zhuǎn)換
        2.4.2 穩(wěn)定段運動過程及受力分析
        2.4.3 穩(wěn)定段系統(tǒng)運動方程
    2.5 本章小結(jié)
3 基于Simulink的仿真模型的建立
    3.1 Simulink仿真平臺介紹
    3.2 Simulink模塊介紹及操作方法
    3.3 外彈道各階段Simulink模型的建立
        3.3.1 母彈飛行段彈道模型的建立
        3.3.2 開傘段彈道模型的建立
        3.3.3 穩(wěn)定降落段彈道模型的建立
    3.4 本章小結(jié)
4 Flightgear及可視化關(guān)鍵技術(shù)研究
    4.1 可視化總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 Flightgear介紹及特點
    4.3 可視化模型的建立和載入
        4.3.1 三維幾何模型的建立
        4.3.2 幾何模型的載入和配置
        4.3.3 場景設(shè)計
    4.4 可視化關(guān)鍵技術(shù)研究
        4.4.1 基于Matlab/Simulink與Flightgear的聯(lián)合仿真
        4.4.2 Flightgear應(yīng)用接口介紹
        4.4.3 Flightgear作為顯示終端的接口協(xié)議介紹
    4.5 本章小結(jié)
5 可視化仿真系統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
    5.1 外彈道仿真系統(tǒng)設(shè)計
        5.1.1 外彈道仿真系統(tǒng)模塊
        5.1.2 相關(guān)模型驅(qū)動設(shè)置
        5.1.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計
        5.1.4 HUD平顯技術(shù)介紹及應(yīng)用
    5.2 建立各階段可視化仿真系統(tǒng)
        5.2.1 母彈飛行段可視化系統(tǒng)
        5.2.2 子彈穩(wěn)降段可視化系統(tǒng)
    5.3 本章小結(jié)
6 可視化結(jié)果及分析
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 杜永良;;基于MATLAB和FLIGHTGEAR的可視化飛行仿真[J];航空科學(xué)技術(shù);2015年05期

2 應(yīng)進;潘浩曼;代冀陽;陸歡;;Matlab/FlightGear直升機視景仿真研究[J];實驗技術(shù)與管理;2014年08期

3 孫傳杰;錢立新;胡艷輝;高海鷹;劉飛;;靈巧彈藥發(fā)展概述[J];含能材料;2012年06期

4 趙云輝;梅勁松;;傘降回收系統(tǒng)建模仿真與回收策略[J];兵工自動化;2012年02期

5 郭衛(wèi)剛;韓維;王秀霞;;基于Matlab/Flightgear飛機飛行性能的可視化仿真系統(tǒng)[J];實驗技術(shù)與管理;2010年10期

6 趙曉亮;郭雷;于勇;;紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈飛行仿真研究[J];計算機仿真;2009年08期

7 李芳;徐麗;余文力;;基于MATLAB與OpenGL的子母彈飛行三維圖形仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機應(yīng)用與軟件;2009年07期

8 劉躍峰;張安;張耀中;;防區(qū)外導(dǎo)彈攻防對抗可視化仿真研究[J];計算機仿真;2009年05期

9 王海濤;郭叔偉;秦子增;;物傘系統(tǒng)空間運動模式分析[J];航天返回與遙感;2009年01期

10 秘文亮;許路鐵;任新智;;末敏彈[J];四川兵工學(xué)報;2008年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 潘浩曼;FlightGear與FPGA的直升機飛行仿真系統(tǒng)研究[D];南昌航空大學(xué);2014年

2 張維;基于MATLAB的武器外彈道仿真可視化技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2014年

3 惠光飛;平流層演示驗證飛艇實時仿真系統(tǒng)設(shè)計[D];上海交通大學(xué);2013年

4 蘇躍斌;非瞄準(zhǔn)線榴彈的外彈道可視化仿真[D];中北大學(xué);2011年

5 蔚海軍;基于FlightGear的直升機飛行模擬系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

本文編號：2837168