硬件在回路HIL半實物實時仿真飛行器模擬駕駛實驗平臺

飛行器模擬駕駛實驗平臺

一、平臺概述

飛行器模擬駕駛實驗平臺集成了飛行儀表仿真、飛行員模擬操控、飛行視景仿真、飛行實時仿真功能，可實現(xiàn)人在回路的飛行模擬駕駛實驗。本實驗臺為飛行器設計和飛行器動力工程專業(yè)學生，在學習航空概論、航空儀表同時進行的配套實驗課程，讓學生比較真實的接觸、體驗航空儀表及功能顯示。

飛行器模擬駕駛的特點及必要性：

1、對航空儀表進行虛擬顯示，對飛行過程進行高逼真的模擬；

2、飛行模擬仿真是航空教學的重要手段，更直觀清晰；

3、本系統(tǒng)支持接入真實的飛控計算機，從而實現(xiàn)“人在回路和飛控在回路”的同時驗證，可作為飛控操縱參數(shù)調(diào)整的工程級驗證設備。

二、特征優(yōu)勢

1、開放性

支持用戶使用MATLAB／Simulink自定義飛行器對象仿真模型，適用于創(chuàng)新型實驗課程的開設；

2、生動性

實驗平臺與理論課程緊密結合，將枯燥的飛行器理論講解與形象生動的模擬操控、視景仿真、數(shù)學模型實時仿真有機結合起來，增加實驗課程的生動性，提供學習興趣；

3、先進性

理論推導、數(shù)字仿真、實時仿真模擬到ZH的實物實驗，這是航空器研制過程中，普遍采用的工程級研發(fā)流程，通過本平臺的使用，學生可以接觸到當前主流航空企業(yè)的研發(fā)流程；

4、綜合性

本平臺可作為《航空航天概論》、《飛行控制技術》、《航空動力學》、《航空儀表設備》等多門課程的實驗課，提高了設備的利用率，并適用于綜合性實驗課程的開設。

三、實驗內(nèi)容

?航空座艙儀表認識      ?飛機操縱舵面操作      ?飛機飛行性能分析      ?基于MATLAB／Simulink的飛機數(shù)字仿真建模

?飛機模型實時仿真      ?實時模擬駕駛飛行（靜態(tài)）      ?實時模擬駕駛飛行（動態(tài)）

四、實驗示例

下面是基于小擾動方程的飛行仿真實驗示例：

（1）實驗目的

了解飛行器計算機仿真建模的主要原理和方法，通過編寫飛機線化運動方程的計算機仿真模型，用給定的飛機數(shù)學模型和數(shù)據(jù)進行非實時特性仿真計算和實時人機交互仿真，感性認識和掌握飛行仿真的基本內(nèi)容和實現(xiàn)方法。

（2）數(shù)學方程

（a）飛機縱向小擾動運動方程

（b）飛機橫向小擾動運動方程

（3）仿真模型

（a）基于小擾動方程的飛行仿真模型

（b）飛行動力學模型

如上圖所示，基于Matlab/Simulink搭建了小擾動方程的飛行仿真模型，該模型以飛行仿真搖桿作為操控輸入，經(jīng)飛行動力學模型仿真解算，ZH將計算結果發(fā)送到視景仿真軟件FlightGear進行三維動態(tài)顯示。

五、選型配置

六、部分用戶

?北京航空航天大學      ?山東航空學院      ?空**程大學      ?中南大學