飞行实时仿真系统及技术

书籍目录

目录

第一章 绪 论

1.1定义

1.2仿真分类

1.3实时仿真系统的基本组成及原理

1.4实时仿真系统的特点

1.5实时仿真系统的国内外发展概况

第二章 飞行实时仿真系统

2.1飞行实时仿真系统的组成及原理

2.2飞行实时仿真系统的功能

2.3飞行实时仿真系统的基本性能

第三章 飞行仿真建模与数据库

3.1概 述

3.2数学模型

3.2.1基本概念

3.2.2飞行仿真模型的组成

3.2.3模块化、层次化建模方法

3.3坐标轴系和符号

3.3.1坐标轴系

3.3.2角 度

3.3.3主要参数对照关系

3.4数据预处理及函数生成

3.4.1通用数据预处理方法

3.4.2通用函数生成处理

3.5飞行仿真数据库

3.5.1数据库总体结构及管理

3.5.2数据项命名规则

3.5.3数据文件类型

3.6建模与仿真的VVA

3.6.1VVA概念

3.6.2VVA过程

第四章 飞行动力学仿真

4.1概 述

4.2飞行动力学方程

4.2.1运动方程

4.2.2飞机姿态的确定

4.2.3方向余弦矩阵

4.2.4四元数法

4.3飞行系统仿真模型

4.3.1飞行系统仿真模型的组成及功能

4.3.2各模块的功能及特点

4.3.3飞行仿真软件的模块化结构

4.4气动数据的表达形式

4.5数值积分算法

第五章 飞机系统仿真

5.1飞行仪表仿真

5.1.1概 述

5.1.2飞行仿真仪表分类

5.1.3仿真仪表结构及驱动方式

5.1.4计算机实时图形仿真仪表

5.1.5仪表性能仿真

5.1.6航空仿真仪表发展趋势

5.2无线电通讯与无线电导航系统仿真

5.2.1无线电通讯系统仿真

5.2.2无线电导航系统仿真

5.2.3导航参数定义

5.2.4常用机载导航设备

5.2.5导航参数的计算

5.2.6无线电导航系统仿真方法及应用实例

5.2.7地面导航台数据库

5.3惯性导航系统仿真

5.3.1概 述

5.3.2飞机惯导系统常用坐标系

5.3.3惯性导航系统基本组成及简要原理

5.3.4飞机惯性导航系统仿真方法及应用实例

5.4飞行管理系统仿真

5.4.1飞行管理系统的组成及功能

5.4.2飞行管理计算机系统（FMCS）简介及仿真

5.4.3控制显示组件（CDU）仿真

5.4.4FMCS数据库

5.5自动飞行系统仿真

5.5.1自动飞行系统的组成及原理简介

5.5.2自动飞行系统的仿真方法及特点

5.5.3自动飞行系统的飞行方式及仿真软件模块功能

5.5.4俯仰、横滚通道控制原理、控制律及其仿真

5.5.5导航导引原理及其仿真

5.6发动机系统仿真

5.6.1发动机系统的组成及工作原理简介

5.6.2发动机系统的仿真方法

5.6.3发动机系统的仿真应用实例

第六章 运动系统

6.1运动系统的功能及分类

6.2六自由度平台运动系统的组成及主要性能指标

6.2.1概 述

6.2.2六自由度运动系统的组成

6.2.3六自由度运动系统的仿真动感及性能指标

6.3六自由度运动系统驱动信号的形成

6.3.1质心变换

6.3.2坐标变换，驱动信号洗出与补偿

6.3.3作动筒伸长变换

6.3.4运动平台驱动信号流程图及系统原理图

6.3.5运动系统特殊效应信号类型及仿真

第七章 操纵负荷系统

7.1概 述

7.2操纵负荷系统数学模型及仿真方法

7.2.1数学模型

7.2.2驾驶杆力和脚蹬力的仿真方法

7.3全数字式（力伺服控制）操纵负荷系统

7.3.1全数字式操纵负荷系统的组成

7.3.2全数字式操纵负荷系统的原理及特点

7.4研制应用实例1：运七―100飞机飞行模拟器操纵负荷系统

7.5研制应用实例2：全数字式并行电动操纵负荷系统

第八章 视景系统

8.1概 述

8.2选用和设计视景系统时应考虑的因素

8.3计算机成像视景系统的基本原理与算法

8.3.1坐标变换与透视投影

8.3.2目标数字化

8.3.3剪 裁

8.3.4隐藏面的消除

8.3.5扫描梯形的划分

8.3.6纹 理

8.4计算机成像系统的基本配置与技术

8.4.1数据库

8.4.2控制计算机（管理计算机）

8.4.3流水并行处理技术

8.4.4图像处理器

8.4.5图像显示处理器

8.5光学显示系统

8.6典型系统举例

8.6.1Evans&Sutherland公司的ESIG4500视景系统

8.6.2SGI公司的Onyx2工作站加上RE2或IR（InfiniteReality）图形子系统

第九章 音响系统

9.1概 述

9.2飞行模拟器音响系统建模、应用实例及软件

9.3音响发生器原理

9.3.1模拟式音响发生器

9.3.2数字式音响发生器

第十章 计算机系统

10.1飞行模拟器对计算机系统配置要求

10.2外围通道与接口

10.2.1模拟量输入通道（AI）

10.2.2模拟量输出通道（AO）

10.2.3离散量输入通道（DI）

10.2.4离散量输出通道（DO ）

10.2.5数字量输入输出通道（DD）

10.2.6计算机接口与信息传送

10.3实时管理软件

10.3.1实时管理软件的功能

10.3.2实时仿真程序与系统的硬件结构和用户需求有关

10.3.3任务调度模块的分类与调度优先级

10.3.4飞行模拟器实时管理程序举例

10.4计算机网络

10.4.1网络在飞行模拟器中的应用

10.4.2ISO开放系统互连模型

10.4.3局域网（LAN）的体系结构

10.4.4分布交互仿真中网络协议与特点

第十一章 教员控制台

11.1概 述

11.2教员控制台的组成与原理

11.2.1教员控制台系统的组成

11.2.2触摸式控制显示系统原理

11.3教员控制台系统页面设置

第十二章 飞行模拟器的性能检测与评估

12.1飞行模拟器性能规范

12.2飞行模拟器的性能检测与评估

12.3飞行模拟器自测试软件

参考文献

作者简介

内容简介

飞行模拟器是典型的人在回路实时仿真系统，是虚拟现实技术的应用实例。本书以飞行模拟器

为背景，讲述建模理论和方法、仿真软件、仿真计算机和接口、环境仿真（包括视景系统、运动系统、操

纵负荷系统、音响系统）等内容，全书共分十二章。本书的编写注重理论与实践的结合，具有较强的

工程背景，具有多学科综合应用的特点。

本书适合从事飞行实时仿真系统设计、研制、开发与应用的工程技术人员以及高等院校有关专

业师生阅读。本书可以作为有关专业研究生的教材和参考书。

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