飛行實時仿真系統(tǒng)及技術(shù)

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(nèi)容簡介

　　內(nèi)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(shù)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(nèi)容，全書共分十二章。本書的編寫注重理論與實踐的結(jié)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(shè)計、研制、開發(fā)與應用的工程技術(shù)人員以及高等院校有關(guān)專業(yè)師生閱讀。本書可以作為有關(guān)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?qū)懽址牡刂返闹羔?。stream只是一個與特殊文件或設(shè)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(diào)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(shè)備里寫字符，stdout是一個指向標準輸出設(shè)備的指針，這個標準輸出設(shè)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(nèi)容，該串包含著文字和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換規(guī)定符，如果變量不夠，則會產(chǎn)生意想不到的結(jié)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(zhuǎn)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(guān)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(jié)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(shù)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(shù)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(quán)威機構(gòu)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(shù)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(gòu)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(shù)和測試方法。其關(guān)鍵技術(shù)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(jié)果的驗證，后者包括仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)跟蹤、仿真結(jié)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(guān)的假設(shè)、算法、建模與仿真的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)是否能滿足預期應用的要求。在建模與仿真過程中要設(shè)計校核與驗證計劃。建模與仿真的“技術(shù)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(shè)計校核，驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計與概念模型之間的聯(lián)系，要保證初步設(shè)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(guān)結(jié)構(gòu)、文檔、測試和質(zhì)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(jié)果與理論結(jié)果或其它試驗結(jié)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(diào)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(diào)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(diào)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(nèi)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(guān)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)
    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(jié)構(gòu)及驅(qū)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(shè)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(qū)動信號的形成
    6.3.1質(zhì)心變換
    6.3.2坐標變換，驅(qū)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(qū)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(shè)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(shù)
    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(shù)
    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(jié)構(gòu)和用戶需求有關(guān)
    10.3.3任務調(diào)度模塊的分類與調(diào)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(jié)構(gòu)
    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(shè)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