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- 航空平台磁干扰补偿与仿真技术研究
- 作者： 任可欣 来源： 哈尔滨工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航磁干扰模型 病态性 时变性 参数估计
- 描述： 航磁补偿技术是指,在航磁探测中,为了检测磁异常目标信号,需要采取合理的技术手段消除因飞机自身材料和机动产生的磁干扰,难点在于既要保证高精度的补偿效果以达到凸显磁异常信号的目的,又要保证磁异常信号在补偿过程中不被破坏。本文完成的主要工作均在不破坏磁异常信号的前提下。在考虑外磁场变化的情况下,推导了航空平台磁干扰数学模型。经典的磁干扰T-L模型,假设外磁场是恒定的,造成了模型误差。本文从物理学原理出发,对航空平台磁干扰产生的产生机理做了深入分析,在考虑外磁场变化的情况下,建立了航空平台磁干扰模型;并同经典的T-L模型对比分析,指出了磁补偿技术改进方向,即修正T-L模型中外磁场恒定的假设以及提高补偿系数的求解精度。此外,采用阵列化的思想,搭建了磁干扰数值仿真平台。提出了基于方差扰动的模糊C-means数据自动筛选算法。为了提高计算补偿系数的精度,在校准飞行阶段要选择高质量的数据,以防止不良数据对参数估计带来的消极影响。针对数据该问题,提出了一种自动筛选算法。提出了基于广义交叉验证的截断奇异值分解参数估计算法。针对磁干扰模型的病态性问题,深入分析了病态性对参数估计造成的影响,发现了其造成参数不稳定的根源,并以此提出了改进的算法,提升了补偿精度。提出了一种新型的基于时变参数估计的自适应磁干扰补偿方案,并在该方案框架下,设计了基于阻尼—遗忘因子的自适应补偿算法。对经典磁干扰模型中外磁场恒定假设做出了修正,考虑补偿系数的时变特性,提出自适应的补偿方案并设计了算法,在该算法下,实现了高精度的补偿。通过对磁异常信号进行仿真实验,对提出算法补偿后的结果进行检测,检测结果表明并没有破坏磁异常信号,从而证明了本文提出模型及算法的正确性与可靠性。
- 某型通用航空飞机地面飞行仿真技术研究
- 作者： 丁继伟 来源： 哈尔滨工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 通用飞机 飞行仿真 虚拟座舱仪表 动力学建模 视景仿真
- 描述： 建立逼真的飞机地面飞行仿真系统对飞机控制系统的设计具有重要的意义。本文对某型通用飞机地面飞行仿真系统进行了研究，主要包括虚拟座舱系统的设计与实现、飞行仿真的数学建模、飞行仿真视景系统和整个系统的调试与实现。论文的主要工作如下。首先，根据实际需要完成虚拟座舱系统的布局设计与虚拟座舱仪表的结构设计，在虚拟座舱仪表的结构设计的基础上，利用VC++与GL Studio完成虚拟座舱仪表的开发，并对虚拟座舱仪表的通信技术进行了研究，同时对虚拟座舱仪表进行了单机网络测试，检验虚拟座舱仪表是否能够满足飞机地面飞行仿真的需求。提出一种基于嵌入式图形的座舱虚拟仪表的实现方法，并利用OpenGLES实现。其次，根据虚拟座舱仪表与视景仿真系统所需要的数据，建立以飞行动力学解算模型为核心的某型通用飞机地面飞行仿真的数学模型，同时完成气动力与气动力矩计算模型、起落架模型、起落架接地条件判断模型、发动机模型、环境模型和附加参数模型，并对仿真结果进行分析，检验所建立的模型是否满足其它分系统的要求。再次，基于Mantis完成视景仿真分系统的开发，并研究了与视景仿真相关的建模技术、基于CIGI(Common Image Generator Interface)的仿真控制程序设计以及仿真控制程序与Mantis之间的数据交换技术，并利用仿真数据对视景分系统进行功能测试，检验视景分系统是否满足地面飞行仿真的需求。最后，设计出某型通用飞机地面飞行仿真的实验方案，并根据该方案完成地面飞行仿真的实验，对实验结果进行分析总结。经实验表明，虚拟座舱仪表系统可以正确的显示飞机的实时飞行数据；视景仿真分系统可以正确的显示飞机的飞行状态，达到了建立通用飞机地面飞行仿真系统的目的。
- 航空平台磁干扰补偿与仿真技术研究
- 作者： 任可欣 来源： 哈尔滨工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航磁干扰模型 病态性 时变性 参数估计
- 描述： 航磁补偿技术是指,在航磁探测中,为了检测磁异常目标信号,需要采取合理的技术手段消除因飞机自身材料和机动产生的磁干扰,难点在于既要保证高精度的补偿效果以达到凸显磁异常信号的目的,又要保证磁异常信号在补偿过程中不被破坏。本文完成的主要工作均在不破坏磁异常信号的前提下。在考虑外磁场变化的情况下,推导了航空平台磁干扰数学模型。经典的磁干扰T-L模型,假设外磁场是恒定的,造成了模型误差。本文从物理学原理出发,对航空平台磁干扰产生的产生机理做了深入分析,在考虑外磁场变化的情况下,建立了航空平台磁干扰模型;并同经典的T-L模型对比分析,指出了磁补偿技术改进方向,即修正T-L模型中外磁场恒定的假设以及提高补偿系数的求解精度。此外,采用阵列化的思想,搭建了磁干扰数值仿真平台。提出了基于方差扰动的模糊C-means数据自动筛选算法。为了提高计算补偿系数的精度,在校准飞行阶段要选择高质量的数据,以防止不良数据对参数估计带来的消极影响。针对数据该问题,提出了一种自动筛选算法。提出了基于广义交叉验证的截断奇异值分解参数估计算法。针对磁干扰模型的病态性问题,深入分析了病态性对参数估计造成的影响,发现了其造成参数不稳定的根源,并以此提出了改进的算法,提升了补偿精度。提出了一种新型的基于时变参数估计的自适应磁干扰补偿方案,并在该方案框架下,设计了基于阻尼—遗忘因子的自适应补偿算法。对经典磁干扰模型中外磁场恒定假设做出了修正,考虑补偿系数的时变特性,提出自适应的补偿方案并设计了算法,在该算法下,实现了高精度的补偿。通过对磁异常信号进行仿真实验,对提出算法补偿后的结果进行检测,检测结果表明并没有破坏磁异常信号,从而证明了本文提出模型及算法的正确性与可靠性。
- 某型通用航空飞机地面飞行仿真技术研究
- 作者： 丁继伟 来源： 哈尔滨工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 通用飞机 飞行仿真 虚拟座舱仪表 动力学建模 视景仿真
- 描述： 建立逼真的飞机地面飞行仿真系统对飞机控制系统的设计具有重要的意义。本文对某型通用飞机地面飞行仿真系统进行了研究，主要包括虚拟座舱系统的设计与实现、飞行仿真的数学建模、飞行仿真视景系统和整个系统的调试与实现。论文的主要工作如下。首先，根据实际需要完成虚拟座舱系统的布局设计与虚拟座舱仪表的结构设计，在虚拟座舱仪表的结构设计的基础上，利用VC++与GL Studio完成虚拟座舱仪表的开发，并对虚拟座舱仪表的通信技术进行了研究，同时对虚拟座舱仪表进行了单机网络测试，检验虚拟座舱仪表是否能够满足飞机地面飞行仿真的需求。提出一种基于嵌入式图形的座舱虚拟仪表的实现方法，并利用OpenGLES实现。其次，根据虚拟座舱仪表与视景仿真系统所需要的数据，建立以飞行动力学解算模型为核心的某型通用飞机地面飞行仿真的数学模型，同时完成气动力与气动力矩计算模型、起落架模型、起落架接地条件判断模型、发动机模型、环境模型和附加参数模型，并对仿真结果进行分析，检验所建立的模型是否满足其它分系统的要求。再次，基于Mantis完成视景仿真分系统的开发，并研究了与视景仿真相关的建模技术、基于CIGI(Common Image Generator Interface)的仿真控制程序设计以及仿真控制程序与Mantis之间的数据交换技术，并利用仿真数据对视景分系统进行功能测试，检验视景分系统是否满足地面飞行仿真的需求。最后，设计出某型通用飞机地面飞行仿真的实验方案，并根据该方案完成地面飞行仿真的实验，对实验结果进行分析总结。经实验表明，虚拟座舱仪表系统可以正确的显示飞机的实时飞行数据；视景仿真分系统可以正确的显示飞机的飞行状态，达到了建立通用飞机地面飞行仿真系统的目的。