一种低成本的半实物飞行仿真系统

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.17-0191

系统仿真学报 ›› 2019, Vol. 31 ›› Issue (6): 1123-1127.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.17-0191

一种低成本的半实物飞行仿真系统

田传艳, 胡军照, 刘继奎, 杨黔龙

西北核技术研究所,西安 710024

收稿日期:2017-05-09 修回日期:2017-09-07 出版日期:2019-06-08 发布日期:2019-12-12
作者简介:田传艳(1980-),女,山东菏泽,硕士,助理研究员,研究方向为飞行器系统仿真等;胡军照(1981-),男,陕西西安,硕士,助理研究员,研究方向为制导与控制系统等。
基金资助:
国防基金(210901)

Low-cost Hardware-in-the-loop Flight Simulation System

Tian Chuanyan, Hu Junzhao, Liu Jikui, Yang Qianlong

Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an 710024, China

Received:2017-05-09 Revised:2017-09-07 Online:2019-06-08 Published:2019-12-12

摘要/Abstract

摘要： 半实物仿真是飞行器系统评估与验证的有效技术途径和实验方法。针对某飞行器控制系统实时性、可扩展、高可靠性仿真的需要,给出了由工控机、数字信号处理器、三轴转台、舵机和视景仿真机组成的低成本半实物实时视景仿真系统设计,完成了由飞控仿真模块、运动仿真模块和视景仿真模块等组成的仿真系统软件开发,解决了仿真系统的实时性、数据同步、多结点通信等问题。和飞行试验的对比结果表明,该仿真系统满足了仿真实时性和可靠性要求,对于飞行器研制具有重要的应用价值。

关键词: 半实物仿真, 飞行器, 实时性, 视景仿真, 数据同步

Abstract: Hardware-in-the-loop simulation is an effective way and experimental method to evaluate and verify the performance of the aircraft system. To satisfy the requirements of real-time, scalability, high reliability simulation of a certain aircraft control system, a new design of low-cost hardware-in-the-loop real-time scene simulation system consisted of IPC, DSP, three-axis turntable, steering engine and visual simulation computer was put forward. Real-time simulation system software composed by flight control simulation module, aircraft movement simulation module and scene simulation module was implemented, and it resolved the difficulties in real-time, data synchronization, multiple node communication of simulation system. Comparison with flight test results shows that the simulation system satisfied the requirements in real-time and reliability, and it is valuable for aircraft design and research.

Key words: hardware-in-the-loop simulation, aircraft, real-time, scene simulation, data synchronization

中图分类号:

TP391.9

田传艳, 胡军照, 刘继奎, 杨黔龙. 一种低成本的半实物飞行仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(6): 1123-1127.

Tian Chuanyan, Hu Junzhao, Liu Jikui, Yang Qianlong. Low-cost Hardware-in-the-loop Flight Simulation System[J]. Journal of System Simulation, 2019, 31(6): 1123-1127.

参考文献

[1] Dolega B, Rogalski T.The new conception of the laboratory testing of the FBW control system for small aircraft[J]. Aircraft Engineering and Aerospace Technology (S0002-2667), 2004, 76(3): 293-298.
[2] Vishnu Kumar, Hanmaro Yong, Dugki Min, et al.Auto landing control for small scale unmanned helicopter with flight gear and HILS[C]. 5th International Conference on Computer Sciences and Convergence Information Technology. South Korea: IEEE, 2010.
[3] 常晓飞, 符文星, 闫杰. 基于RT-LAB的某型导弹半实物仿真系统设计[J]. 系统仿真学报, 2009, 21(18): 5720-5723.
Chang Xiaofei, Fu Wenxing, Yan Jie.Design of Missile Hardware-in-the-loop Simulation System Based on RT-LAB[J]. Journal of System Simulation, 2009, 21(18): 5720-5723.
[4] 单家元, 孟秀云, 丁艳. 半实物仿真[M]. 北京: 国防工业出版社, 2005: 60-67.
Shan Jiayuan, Meng Xiuyun, Ding Yan.Semi-physical Simulation[M]. Beijing: Nation Defense Industry Press, 2005: 60-67.
[5] 沈满德, 吴周桥, 李德骏. 多线程技术在破片参数测量系统中的应用[J]. 弹箭与制导学报, 2009, 29(5): 119-122.
Shen Mande, Wu Zhouqiao, Li Dejun.Application of Multithread Technology in Fragment’s Parameter Measurement System[J]. Journal of Projectiles, Rockets, Missiles and Guidance, 2009, 29(5): 119-122.
[6] 刘卫东, 高立娥, 康凤举, 等. 可视化与视景仿真技术[M]. 陕西: 西北工业大学出版社, 2012: 34-92.
Liu Weidong, Gao Li’e, Kang Fengju, et al.Visualization and visual simulation technology[M]. Shaanxi: Northwestern Polytechnical University Press, 2012: 34-92.
[7] 吴华兴, 康凤举, 郭庆, 等. 基于vsTasker和Vega Prime的无人机攻击过程仿真[J]. 系统仿真学报, 2014, 26(10): 2497-2502.
Wu Huaxing, Kang Fengju, Guo Qing, et al.Simulation of Attacking Progress for UCAV Based on vsTasker and Vega Prime[J]. Journal of System Simulation, 2014, 26(10): 2497-2502.

[1]	卢柏宏, 赵建军, 刘戈三. 电影虚拟摄影半实物仿真的研究与实现[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(8): 1938-1946.
[2]	严爱军, 夏恒, 刘溪芷. 城市生活垃圾焚烧过程监控半实物仿真平台研发[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(6): 1427-1435.
[3]	刘云钦, 李妮, 赵路明, 白金鹏, 李婷珽, 王晨光. 高超声速飞行器流热固耦合实时仿真技术[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(12): 2820-2827.
[4]	任福深, 孙雅琪, 胡庆, 李兆亮, 孙鹏宇, 范玉坤. 基于Unity3D的水下机器人半实物仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(8): 1546-1555.
[5]	张扬, 甘庆波, 袁洪, 傅江良, 孙成明. 空间目标天基监视分布式仿真系统设计[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(4): 620-626.
[6]	吴爱华, 赵不贿, 茅靖峰, 申海群, 张旭东. 基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(3): 482-491.
[7]	范大蔚, 佟佳慧. 一种基于环境预报数据的阵风建模方法[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(12): 2409-2414.
[8]	张翔, 刘梦焱, 张鹏, 朱克炜, 闫小东. 一种激光驾束制导武器半实物仿真系统构建及试验方法[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(11): 2192-2198.
[9]	王林鹏, 王超磊, 戴玉婷. 转台外置的空馈式低频寻的制导半实物仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(1): 69-77.
[10]	铁鸣, 于盈, 张星, 王建林. 基于HPC的多学科多物理场耦合虚拟飞行试验方法[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(9): 1733-1740.
[11]	黄瑞松, 李海凤, 刘金, 孔文华. 飞行器半实物仿真技术现状与发展趋势分析[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(9): 1763-1774.
[12]	杨永刚, 顾新冬. 多段翼多自由度扑翼飞行器气动特性仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(9): 1827-1834.
[13]	薛江, 李军锋, 王鹏, 熊山, 冯伟夏. 无人机巡线考评仿真系统设计与实现[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(9): 1852-1859.
[14]	佟佳慧, 刘金, 张津源, 张永祥. 基于多核调度的实时仿真平台架构研究[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(8): 1495-1504.
[15]	张卿, 李易洁. 激光主动成像制导半实物仿真方法研究[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(2): 299-305.

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