探索基于acars的飞行仿真转台设计

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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于ACARS的飞行仿真转台设计姓名：邓雪云申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：曹力20080101南京航空航天大学硕士研究学位论文摘要利用空地数据链的飞行数据再现技术，可以实时了解飞机的姿态等相关信息。针对现有计算机模拟再现技术的局限，设计了基于ACARS的微型飞行仿真转台，以半实物仿真的形式真实再现飞行器飞行姿态。对于影响仿真转台精度的耦合因素，本文在对转台三个框架间耦合问题（转动惯量耦合和动力学耦合）分析的基础上，给出了该飞行仿真转台动力学方程，得到飞行仿真转台的系统微分方程。由于飞行仿真转台系统为多变量的非线性系统，应用逆系

2、统理论对转台模型进行解耦，通过状态反馈和动态补偿使系统成为伪线性系统。该系统可应用线性控制理论设计控制器，为仿真转台的结构优化设计和精确控制提供基础。采用PID控制方法在MATLAB软件中的仿真工具箱对飞行仿真转台系统进行了系统仿真，优化设计了飞行仿真转台系统的控制器。结果证明应用逆系统方法能对系统进行解耦，解耦后的框架间耦合影响基本可以忽略，同时也验证了所设计的PID控制器的有效性和实用性。关键词：飞行仿真转台，地空数据链，建模，耦合，逆系统，解耦I基于ACARS的飞行仿真转台设计AbstractSomereal-timeinformation，suchasaircraft

3、attitude,canbereplayedbyair-grounddatalinktechnology.Amicroflightsimulatorwasdesignedtoovercomesomedisadvantagesofthecomputervirtualreplaymethodsinthispaper.Itcoulddisplaytheaircraftmovementintheformofsemi-substancesimulationbasedonACARS.Consideringthatthecouplingcouldaffectthereplayingaccu

4、racyofthesimulator,ageneraldynamicalequationisgivenbasedontheanalysisofthecouplings(inertiacouplinganddynamiccoupling)betweentheframesofaflightsimulator.Andthesystemdifferentialequationoftheflightsimulatorisobtained.Astheflightsimulatorsystemismultivariableandnonlinear,adecouplingmethodwasp

5、roposedbytheconverse-systemtheory.Thesystemcouldbecometoapseudo-linearsystem,whichcouldapplylinearcontroltheorytodesignthecontrollerbystatefeedbackanddynamiccompensation.Itwilloptimizethesimulatordesigningandimprovetheaccuracyofonlinecontrolling.Onthebaseofthese,aPIDcontrollerofthesimulator

6、wascarriedoutthroughthesimulationtoolboxofMATLABtooptimazethecontrolstrategy.Theexperimentresultshowedthattheflightsimulatormodelcouldbeuncoupledbytheconverse-systemtheory,andtheinfluencecausedbyuncoupledcouplingsbetweentheframescouldnearlybeignored.ItalsoshowedthatthePIDcontrollerispractic

7、alandvalid.Keywords:flightsimulator;air-grounddatalink(ADS),modeling,coupling;inversesystem,decouplingII南京航空航天大学硕士研究学位论文图表清单图2-1飞行事故金字塔……………………………………………………………..6图2-2ACARS系统组成……………………..……………………………………..8图2-3ACARS地面应用系统…………………………..…………………………10图2-4飞行过程中报告简图…