● 摘要
随着计算机仿真技术的发展,仿真技术越来越广泛的应用于航天飞行器系统的仿真。本文以航天飞行器(卫星,高超音速导弹)为研究对象,结合飞行仿真技术,系统性地整理了飞行器实时仿真的特点和实现流程,从系统分析、混合实时建模,到代码生成、代码应用、实时网络的结构以及实时仿真试验方法的选择,都进行了相关的讨论,并有针对性地对多个技术难点进行了探讨并提出了解决方案。最后提出了一套基于MATLAB/Simulink, Microsoft Visual C/C++, Real-Time Workshop, 以及xPC和dSPACE的一体化飞行器实时仿真建模、实验测试的解决方案,使之能够在最短的开发时间内以最简便的方法实现复杂的航天器系统的实时仿真试验,同时所建立的数学模型实时代码还可以进一步被应用于真实设备,从而与真实设备系统开发相衔接,避免了仿真试验与产品实现的脱节,显著提高了工作效率、降低了实验成本。本文第一章对飞行器仿真的背景和本文的研究意义进行了概述。第二章首先从宏观的角度讨论了飞行器仿真建模的方法和流程,并介绍了基于Simulink建立飞行器仿真模型的优势、特点并提出针对不同情况的建模方法。第三章深入讨论基于Simulink的飞行器混合仿真建模技术。介绍并对比了在Simulink模型中对自定义C语言代码进行封装、调试和测试的多种方法。该章节还总结了对非实时仿真模型进行实时化的流程和意义。另外,介绍了利用Real-Time Workshop对仿真模型进行自动代码生成的方法和原则。第四章提出了基于MATLAB/Simulink, RTW, xPC, dSPACE等产品的飞行器实时仿真一体化流程,基于这一个建模及仿真实验流程可以显著提高仿真实验效率、降低设计风险。本文是对飞行器实时仿真技术的一次总结和扩展,在试图解决“怎样建立一个可靠而简便的实时仿真环境、怎样使仿真模型更贴合实际、以及怎样使实时仿真技术走上飞行器设计的轨道”这些问题的道路上获得了自己的答案。
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