探索飞行姿态再现及模拟平台研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文飞行姿态再现及模拟平台研究姓名：邱腾渊申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：曹力20081201南京航空航天大学硕士研究学位论文摘要利用地空数据链的飞行数据，再现飞机的姿态等相关信息，实现飞行过程的实时监控是保障飞行安全的有效手段之一。结合现有计算机模拟再现技术，利用地空数据链飞行数据驱动微型飞行仿真转台，实时再现飞行过程，可以更加直观地了解飞机姿态信息，同时也可以实现飞行过程中机载导航设备及系统的实时分析。本文利用ACARS数据通讯系统和微型三轴飞行转台，构建了基于ACARS数据驱动的飞行姿态再现实物平台。考虑到实际飞行情况，根据ACARS数据传

2、输的特点，利用分布图法和阿克玛插值，对ACARS数据进行了奇异点剔除及数据填充处理，以确保仿真转台工作的稳定性和连续性。通过建立三轴飞行转台各轴间耦合关系，明确三轴间的解耦特性。考虑到转台运动的非线性特点，利用Hammerstein模型，实现转台运动的建模及辨识。通过M序列和逆M序列激励信号，将转台运动模型分解为线性时变和静态非线性两部分，其中非线性部分为时不变系统。因此，转台运动控制过程中只需要根据线性时变特点确定相应的自适应调节策略，将一个复杂非线性问题简化为线性控制问题。同时转台运动的仿真实验也验证了该方法的有效性。关键词：地空数据链，转台，数据处理，Hammerstein模型，辨识

3、，自适应控制I飞行姿态再现及模拟平台研究AbstractReplayingaircraftattitudeandmonitoringflightcourseinrealtimewithair-grounddatalinkdataisaneffectivemeanstoensureflightsafety.Combiningwiththecomputerreplaymethods,amicroflightsimulatorwasdrivenbyair-grounddatalinkdata.Itcoulddisplaytheaircraftmovement,findoutaircraftatt

4、itudeinformationintuitively,andanalyzeairbornenavigationequipmentinrealtime.AnaircraftattitudedisplayplatformbasedonACARSwasbuiltbycommunicationssystemandamicroflightsimulator.ConsideringtheactualflightsituationandthecharacteristicsofACARS,thispaperdeletedsingularitiesandfilleddatatoensurethestabi

5、lityandcontinuityofsimulatorbyusingfractilemethodandAkimainterpolation.Decouplingbetweentheframesofaflightsimulatorwasobtainedbycouplingofthethree-axissimulator.Accordingtothenonlinearcharacteristicsofsimulator,modelingandidentificationofsimulatormovementbasedonHammersteinmodelwereimplemented.Byus

6、ingMsequenceandinvert-repeatedMsequenceasexcitationsignal,simulatorisdividedintothelineardynamicpartandthenonlinearstaticpart.Thus,anadaptivecontrolmethodbasedontime-changeablecharacteristicsoflinearpartisneededtobepresentedanditcansimplifythecontrolstrategy.Thevalidityofthemethodisverifiedbysimul

7、ationexperimentofthesimulatortoo.Keywords:air-grounddatalink,flightsimulator,dataprocessing,Hammersteinmodel,identification，adaptivecontrolII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………………………………………………...…………………….………7图2.2AC