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飛行實時仿真系統(tǒng)及技術

飛行實時仿真系統(tǒng)及技術

定　價：￥13.00

作　者： 王行仁主編
出版社： 北京航空航天大學出版社
叢編項：
標　簽： 航空

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ISBN： 9787810127783 出版時間： 2000-04-01 包裝： 簡裝本
開本： 26cm 頁數(shù)： 202 字數(shù)：  

內容簡介

　　內容簡介飛行模擬器是典型的人在回路實時仿真系統(tǒng)，是虛擬現(xiàn)實技術的應用實例。本書以飛行模擬器為背景，講述建模理論和方法、仿真軟件、仿真計算機和接口、環(huán)境仿真（包括視景系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、操縱負荷系統(tǒng)、音響系統(tǒng)）等內容，全書共分十二章。本書的編寫注重理論與實踐的結合，具有較強的工程背景，具有多學科綜合應用的特點。本書適合從事飛行實時仿真系統(tǒng)設計、研制、開發(fā)與應用的工程技術人員以及高等院校有關專業(yè)師生閱讀。本書可以作為有關專業(yè)研究生的教材和參考書。片斷：putc（）是一個類似函數(shù)的宏，它向用戶規(guī)定的流里寫一個字符。putc（）需要兩個參數(shù)：第一個參數(shù)告訴putc（）輸出什么字符，第二個參數(shù)告訴putc（）往何處寫這個字符。使用函數(shù)putc（）時用下列語法：intputc（intc，F(xiàn)ILEstream）；在參數(shù)表里的第一個參數(shù)是輸出字符的整數(shù)值，第二個參數(shù)是一個指向寫字符的地址的指針。stream只是一個與特殊文件或設備相連的指針。函數(shù)putc（）返回一個整型值，如果putc（）寫字符成功的話，則返回該字符的值；如果putc（）進行的工作失敗，則返回EOF。下面的例子展示如何使用putc（）：intc；for（c＝65；c＜＝90；c十＋）putc（c，stdout）；用兩個自變量C和stdout對putc（）進行調用。參數(shù)C是一個用做for（）語句里的循環(huán)計數(shù)變量。在for（）語句的每一次循環(huán)中，putc（）輸出（寫）C的字符值，這里C是循環(huán)計數(shù)器，putc（）往stdout指向的設備里寫字符，stdout是一個指向標準輸出設備的指針，這個標準輸出設備通常是顯示屏幕。有時單寫一個字符還不夠，需要一次寫一個完整的串。在這種情況下，可以使用函數(shù)puts（）。下面的例子顯示了puts（）如何往屏幕上輸出一個字符串：charmy－string［］＝＂Thisisatest?。ⅲ籶uts（mystring）；可以看到puts（）函數(shù)需要一個指向字符串的參數(shù)。這時，puts（）才會輸出那個由my－string指向的字符串。在這個例子的第1行里，my－string說明為一個字符數(shù)組，它是一個串，并且賦了初值。puts（）函數(shù)將字符串發(fā)送至stdout上，并且在串尾添加一個換行符。1.5.2.2printf（）函數(shù)當只需要輸出基于字符的信息時，字符和串輸出函數(shù)做了一件好事。然而有時可能需要輸出各種類型的數(shù)據(jù)，而不只是字符數(shù)據(jù)，要做到這一點可以用printf（）函數(shù)。printf（）只是printf（）函數(shù)族中的一個，printf（）族中所有的函數(shù)都輸出有格式的數(shù)據(jù)，但是在參數(shù)和輸出對象方面各有差異。有了printf（），就可以產(chǎn)生有格式的輸出，該函數(shù)允許控制數(shù)據(jù)的外觀或者說格式。printf（）函數(shù)的語法為：intprintf（constcharformat［，argnment，...］）；可以看到printf（）的參數(shù)表由兩部分組成，第一部分為格式串，它控制輸出數(shù)據(jù)的格式，第二部分由printf（）要輸出的數(shù)據(jù)組成。格式串控制著printf（）函數(shù)如何有格式地顯示參數(shù)的內容，該串包含著文字和轉換規(guī)定符，這些規(guī)定符決定輸出數(shù)據(jù)的類型和格式。參數(shù)必須有足夠的變量來匹配每一個轉換規(guī)定符，如果變量不夠，則會產(chǎn)生意想不到的結果。下面這個例子顯示了一個帶有格式串的printf（）函數(shù)，該格式串含有規(guī)范的正文和轉換符：printf（＂Theansweris：％d＂，sum）；3.6建模與仿真的VVA3.6.1VVA概念建模與仿真的有效性關鍵在于建模與仿真的正確性和置信度。只有保證了建模與仿真的正確性和置信度，其仿真結果才有實際意義。建模與仿真采用校核、驗證與確認（VerificationValidationandAccreditation，簡稱VVA）技術是有效的途徑。校核（Verification）是確定模型和仿真準確地再現(xiàn)開發(fā)者的概念描述和技術要求的過程。驗證（Validation）是確定模型和仿真從意想使用的角度準確地再現(xiàn)真實世界的程度的過程。確認（Accreditation）是權威機構對某種專門目的模型和仿真能否接受的確定。VVA是建模與仿真開發(fā)、應用和提高的重要部分。VVA技術中，“校核”和“驗證”將改善、提高建模與仿真的正確性，而通過“確認”將確定建模與仿真的置信度水平。一個大的仿真系統(tǒng)的精度包括靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）和動態(tài)兩方面。整個仿真系統(tǒng)的精度由各個分系統(tǒng)的精度綜合構成。換言之，整個飛行仿真系統(tǒng)要求的精度將分配到對各個系統(tǒng)的精度要求中。因此，模型的校核、驗證和確認應貫穿在建模與仿真系統(tǒng)的開發(fā)、應用和完善的全過程。建模與仿真的VVA涉及多項技術和測試方法。其關鍵技術在于VVA工作模式的規(guī)范化和VVA的自動化、可視化。VVA工作模式是多層次的，即模型校核和仿真結果的驗證，后者包括仿真結果的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)跟蹤、仿真結果與驗證數(shù)據(jù)的比較和顯示。3.6.2VVA過程建模與仿真的VVA工作模式和過程如圖3.11所示。VVA過程首先是對建模對象的分析，根據(jù)仿真的目的提出建模的要求，抽象出概念模型。概念模型包括有關的假設、算法、建模與仿真的結構以及預期應用的描述。概念模型也必須提出合適地為建模與仿真輸入數(shù)據(jù)的可行性。概念模型驗證的過程要表明概念模型對仿真對象的描述是否正確，仿真結構是否能滿足預期應用的要求。在建模與仿真過程中要設計校核與驗證計劃。建模與仿真的“技術說明”包括對軟、硬件的要求和標準，包括分布交互仿真的網(wǎng)絡和協(xié)議標準等。依據(jù)這些進一步進行設計校核，驗證結構設計與概念模型之間的聯(lián)系，要保證初步設計的要求。在“軟件開發(fā)/修改”中不斷得到完整的仿真軟件。在此過程中應該應用軟件有關結構、文檔、測試和質量保證方面的標準，增強建模與仿真文檔和配置的管理。另外，通過一系列的仿真試驗，校核和驗證仿真軟件是否精確地反映了建模與仿真計劃，并將仿真結果與理論結果或其它試驗結果進行比較，從而驗證數(shù)學仿真模型和軟件的有效性。然后，進行軟件、硬件及其網(wǎng)絡的連接調試，還包括人的參與。在系統(tǒng)運行過程中，驗證整個仿真系統(tǒng)復現(xiàn)實體性能的逼真程度。分析仿真系統(tǒng)的正確性和精度，并且分析各部件精度對整個仿真系統(tǒng)精度的影響。在建模與仿真過程中，除了以上強調的要把校核和驗證集成到建模與仿真開發(fā)生命全周期，另外還要強調文檔也要貫穿整個開發(fā)過程，使之得到有效的校核和驗證。文檔中包括建模與仿真的指標、性能、數(shù)據(jù)要求等說明。沒有這些文檔，建模與仿真不易正確進行。因此，所有的VVA過程要全面正式地存入文檔。

作者簡介

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圖書目錄

     目錄
   第一章 緒 論
    1.1定義
    1.2仿真分類
    1.3實時仿真系統(tǒng)的基本組成及原理
    1.4實時仿真系統(tǒng)的特點
    1.5實時仿真系統(tǒng)的國內外發(fā)展概況
   第二章 飛行實時仿真系統(tǒng)
    2.1飛行實時仿真系統(tǒng)的組成及原理
    2.2飛行實時仿真系統(tǒng)的功能
    2.3飛行實時仿真系統(tǒng)的基本性能
   第三章 飛行仿真建模與數(shù)據(jù)庫
    3.1概 述
    3.2數(shù)學模型
    3.2.1基本概念
    3.2.2飛行仿真模型的組成
    3.2.3模塊化、層次化建模方法
    3.3坐標軸系和符號
    3.3.1坐標軸系
    3.3.2角 度
    3.3.3主要參數(shù)對照關系
    3.4數(shù)據(jù)預處理及函數(shù)生成
    3.4.1通用數(shù)據(jù)預處理方法
    3.4.2通用函數(shù)生成處理
    3.5飛行仿真數(shù)據(jù)庫
    3.5.1數(shù)據(jù)庫總體結構及管理
    3.5.2數(shù)據(jù)項命名規(guī)則
    3.5.3數(shù)據(jù)文件類型
    3.6建模與仿真的VVA
    3.6.1VVA概念
    3.6.2VVA過程
   第四章 飛行動力學仿真
    4.1概 述
    4.2飛行動力學方程
    4.2.1運動方程
    4.2.2飛機姿態(tài)的確定
    4.2.3方向余弦矩陣
    4.2.4四元數(shù)法
    4.3飛行系統(tǒng)仿真模型
    4.3.1飛行系統(tǒng)仿真模型的組成及功能
    4.3.2各模塊的功能及特點
    4.3.3飛行仿真軟件的模塊化結構
    4.4氣動數(shù)據(jù)的表達形式
    4.5數(shù)值積分算法
   第五章 飛機系統(tǒng)仿真
    5.1飛行儀表仿真
    5.1.1概 述
    5.1.2飛行仿真儀表分類
    5.1.3仿真儀表結構及驅動方式
    5.1.4計算機實時圖形仿真儀表
    5.1.5儀表性能仿真
    5.1.6航空仿真儀表發(fā)展趨勢
    5.2無線電通訊與無線電導航系統(tǒng)仿真
    5.2.1無線電通訊系統(tǒng)仿真
    5.2.2無線電導航系統(tǒng)仿真
    5.2.3導航參數(shù)定義
    5.2.4常用機載導航設備
    5.2.5導航參數(shù)的計算
    5.2.6無線電導航系統(tǒng)仿真方法及應用實例
    5.2.7地面導航臺數(shù)據(jù)庫
    5.3慣性導航系統(tǒng)仿真
    5.3.1概 述
    5.3.2飛機慣導系統(tǒng)常用坐標系
    5.3.3慣性導航系統(tǒng)基本組成及簡要原理
    5.3.4飛機慣性導航系統(tǒng)仿真方法及應用實例
    5.4飛行管理系統(tǒng)仿真
    5.4.1飛行管理系統(tǒng)的組成及功能
    5.4.2飛行管理計算機系統(tǒng)（FMCS）簡介及仿真
    5.4.3控制顯示組件（CDU）仿真
    5.4.4FMCS數(shù)據(jù)庫
    5.5自動飛行系統(tǒng)仿真
    5.5.1自動飛行系統(tǒng)的組成及原理簡介
    5.5.2自動飛行系統(tǒng)的仿真方法及特點
    5.5.3自動飛行系統(tǒng)的飛行方式及仿真軟件模塊功能
    5.5.4俯仰、橫滾通道控制原理、控制律及其仿真
    5.5.5導航導引原理及其仿真
    5.6發(fā)動機系統(tǒng)仿真
    5.6.1發(fā)動機系統(tǒng)的組成及工作原理簡介
    5.6.2發(fā)動機系統(tǒng)的仿真方法
    5.6.3發(fā)動機系統(tǒng)的仿真應用實例
   第六章 運動系統(tǒng)
    6.1運動系統(tǒng)的功能及分類
    6.2六自由度平臺運動系統(tǒng)的組成及主要性能指標
    6.2.1概 述
    6.2.2六自由度運動系統(tǒng)的組成
    6.2.3六自由度運動系統(tǒng)的仿真動感及性能指標
    6.3六自由度運動系統(tǒng)驅動信號的形成
    6.3.1質心變換
    6.3.2坐標變換，驅動信號洗出與補償
    6.3.3作動筒伸長變換
    6.3.4運動平臺驅動信號流程圖及系統(tǒng)原理圖
    6.3.5運動系統(tǒng)特殊效應信號類型及仿真
   第七章 操縱負荷系統(tǒng)
    7.1概 述
    7.2操縱負荷系統(tǒng)數(shù)學模型及仿真方法
    7.2.1數(shù)學模型
    7.2.2駕駛桿力和腳蹬力的仿真方法
    7.3全數(shù)字式（力伺服控制）操縱負荷系統(tǒng)
    7.3.1全數(shù)字式操縱負荷系統(tǒng)的組成
    7.3.2全數(shù)字式操縱負荷系統(tǒng)的原理及特點
    7.4研制應用實例1：運七—100飛機飛行模擬器操縱負荷系統(tǒng)
    7.5研制應用實例2：全數(shù)字式并行電動操縱負荷系統(tǒng)
   第八章 視景系統(tǒng)
    8.1概 述
    8.2選用和設計視景系統(tǒng)時應考慮的因素
    8.3計算機成像視景系統(tǒng)的基本原理與算法
    8.3.1坐標變換與透視投影
    8.3.2目標數(shù)字化
    8.3.3剪 裁
    8.3.4隱藏面的消除
    8.3.5掃描梯形的劃分
    8.3.6紋 理
    8.4計算機成像系統(tǒng)的基本配置與技術
    8.4.1數(shù)據(jù)庫
    8.4.2控制計算機（管理計算機）
    8.4.3流水并行處理技術
    8.4.4圖像處理器
    8.4.5圖像顯示處理器
    8.5光學顯示系統(tǒng)
    8.6典型系統(tǒng)舉例
    8.6.1Evans&Sutherland公司的ESIG4500視景系統(tǒng)
    8.6.2SGI公司的Onyx2工作站加上RE2或IR（InfiniteReality）圖形子系統(tǒng)
   第九章 音響系統(tǒng)
    9.1概 述
    9.2飛行模擬器音響系統(tǒng)建模、應用實例及軟件
    9.3音響發(fā)生器原理
    9.3.1模擬式音響發(fā)生器
    9.3.2數(shù)字式音響發(fā)生器
   第十章 計算機系統(tǒng)
    10.1飛行模擬器對計算機系統(tǒng)配置要求
    10.2外圍通道與接口
    10.2.1模擬量輸入通道（AI）
    10.2.2模擬量輸出通道（AO）
    10.2.3離散量輸入通道（DI）
    10.2.4離散量輸出通道（DO ）
    10.2.5數(shù)字量輸入輸出通道（DD）
    10.2.6計算機接口與信息傳送
    10.3實時管理軟件
    10.3.1實時管理軟件的功能
    10.3.2實時仿真程序與系統(tǒng)的硬件結構和用戶需求有關
    10.3.3任務調度模塊的分類與調度優(yōu)先級
    10.3.4飛行模擬器實時管理程序舉例
    10.4計算機網(wǎng)絡
    10.4.1網(wǎng)絡在飛行模擬器中的應用
    10.4.2ISO開放系統(tǒng)互連模型
    10.4.3局域網(wǎng)（LAN）的體系結構
    10.4.4分布交互仿真中網(wǎng)絡協(xié)議與特點
   第十一章 教員控制臺
    11.1概 述
    11.2教員控制臺的組成與原理
    11.2.1教員控制臺系統(tǒng)的組成
    11.2.2觸摸式控制顯示系統(tǒng)原理
    11.3教員控制臺系統(tǒng)頁面設置
   第十二章 飛行模擬器的性能檢測與評估
    12.1飛行模擬器性能規(guī)范
    12.2飛行模擬器的性能檢測與評估
    12.3飛行模擬器自測試軟件
    參考文獻
   

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