文档介绍：青岛大学
硕士学位论文
飞行模拟器航空地平仪控制系统的研究与设计
姓名:刘丹
申请学位级别:硕士
专业:系统理论
指导教师:刘胜;潘松峰
20050501
摘要本文设计了飞行模拟器航空地平仪的控制和仿真系统。飞行模拟器是为了模拟真实飞机从起飞、飞行到着陆整个过程的地面仿真设备。航空地平仪是飞行模拟器座舱仪表系统中用于显示飞机飞行姿态的仪表,主要完成了俯仰角、倾斜角、侧滑角和故障等指示功能。提出将两相混合式步进电机作为飞行模拟器航空地平仪的驱动机构,为了解决运行中存在的低速振动和高速失步的现象,结合航空地平仪对驱动机构的要求,进对步进电机的精确位置控制。基于开发了驱动软件,完成了航空地平仪与仪表控制计算机之间数据双向传送的通信功能,实现了仪表控制计算机对航空地平仪的控制。另外,还实现了与仿基于组态软件开发了航空地平仪仿真系统,根据传送来数据的模拟仪表的工作状态,实时显示俯仰角、倾斜角、侧滑角和故障旗等参数,实现了在仪表控制计算机上监控仪表的运行情况。本文完成了飞行模拟器航空地平仪的硬件设计、航空地平仪与飞行模拟器仪表控制计算机之间的串行通信以及基于组态王的仿真系统的设计,满足了飞行模拟器的设计需要,对开发飞行模拟器座舱仪表系统中的其他仪表具有借鉴意义。关键词:飞行模拟器;航空地平仪;分段升降速;动态数据交换;组态软件一步提出了直线与抛物线相结合的分段升降速方案。另外,为了满足航空地平仪指针指示的精确要求,提出采用多圈绝对式光电编码器作为位置反馈检测机构,实现真系统的动念数据交换。
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第一章绪论课题的来源和研究意义飞行模拟器是现代航空科研、教学、实验等不缺少的技术没备,在飞行性能研究、飞行品质评估和飞行训练等方面都有很高的经济价值和军事价值。飞行模拟器分为空中模拟和地面模拟两种,过去经常要通过空中模拟和地面模拟相互结合来优化飞机设计,现在由于飞行仿真技术的提高,许多问题完全利用地面模拟就可以解决。简单地说,飞行模拟器就是模拟飞机在空中和地面运动的大型地面仿真设备。一台完善的飞行模拟器相当于一架“地面飞行的飞机”,它能够把飞行员在空中操作真实飞机时所看到的、听到的、嗅到的、触到的飞机姿态、飞机运动、仪表提示、行中的人一机系统特征,获得研究飞行或训练飞行的实际效果“狭义上,飞行模拟器一般都指的是可以在地面实时再现各种飞行条件下飞行器近乎真实的飞行环境和飞行运动状态的地面装置。本课题中研究的飞行模拟器是一个由计算机控制的仿真系统,能在地面模拟飞机从滑行、起飞一直到降落、着陆的全部过程,它是现代计算机技术、自动控制技术和无线电技术高度发展的产物。它由计算机、模拟驾驶舱、音响系统、仪表和视景系统等组成“7尚心D馄鹘峁乖飞行模拟器按其用途不同,可分为两类,一类用于工程设计和研究,通过优化调整飞行操纵、仪表显示、动力装置和武器系统的参数,以期得到最佳分配的效果,它还可以对已有系统进行评价和分析。工程模拟器是飞机设计研制的重要工具。通过工程飞行模拟器可以卑期发现问题。减少风险、验证综合系统,解决各系统之间的动态匹配连接关系,加速系统试验过程,分析解决试飞后发现的技术问题;使飞环境变化、周围音响以及本身的胜利反应等逼真地反映给飞行员,从而构成模拟飞理图如图所示。图飞行模拟器结构胤理图青岛大学硕士学位论文一
墓褐梅眩坏┩度胧褂茫D庋盗贩鸦故窃对兜陀诜苫系难盗贩延谩>行员及早参与飞机的设计研制工作。例如:波音公司在研制苫耐奔嚎始研制尚心D馄鳌7尚蟹抡嫫饕丫晌7苫兄乒讨胁豢扇鄙俚闹匾J段。仿真试验可以在土也面飞行模拟器上进行。美国的各研究中心、空军基地,各国飞机制造公司等都建立了大、中、小型不同层次的地面飞行模拟器,用于军机研究和发展、民机研究与发展、垂直与短距起落、先进战斗机设计、直升机研究与发展、飞行控制与显示研究、空战、人的因素、人一机接口、飞行品质研究等。另一类用于行训练,可以不受外界环境因素的影响,在较短时问内使飞行员熟悉新机种的驾驶技术,从而节省了真实飞行时数,具有极高的安全性和经济性”C拦提出:没有一架飞机的研究不通过飞行模拟器,没有一个飞行员的训练不通过飞行模拟器。我国民航于年引进波音腿址苫姆尚心D馄鳎暌行员的培训。我国己于年开始自行研制飞行模拟器,年,我国成功研制成歼六飞机飞行模拟器。年又成功研制成运七飞机飞行模拟器。采用了多项先进技术,达到。运用现代化的飞行模拟机训练飞行员,已成为当今国际航空界普遍采用的最有首先,飞行模拟器的高逼真性,各种故障的重复可设置性,使特殊科目的训练成为现实,大大提高了飞行员的应变能力,能够保证飞行训练的高质量,有利于保证飞行安全。其次,缩短训练时间。许多研究工作已经表明,飞行模拟器是训练飞行员的一