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1、应用于飞控系统评估的风洞虚拟飞行试验系统与关键技术分析*收稿日期：2015-09-19基金项目：无作者简介：黄敏（1989－），男，江西进贤人，博士研究生，E-mail：hm653925451@icloud.com；王中伟（通信作者），男，教授，博士，博士生导师，E-mail：wang_zhwei2001@163.com；郭振云，男，副教授，硕士生导师，E-mail：gzy1234@163.com黄敏，王中伟，郭振云（国防科学技术大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073）摘要：针对应用于飞控系统评估的风洞虚拟飞行试验
2、系统及关键技术进行了分析，为开展具体的风洞虚拟飞行试验技术提供引导。首先，基于传统意义上的飞控系统评估方法的不足，分析了风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估的优势；其次，按飞控系统常用的姿态控制回路及制导控制回路的组成形式，介绍了风洞虚拟飞行试验系统方案与工作原理，详细分析了它与半实物仿真系统的差异；最后，分析了风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估需解决的关键技术问题，包括风洞虚拟飞行试验评估方法、飞行器模型设计技术、飞控系统改进技术及模型支撑技术。关键词：飞行控制系统评估；风洞虚拟飞行试验；半实物仿真；评估方法；飞行器模型
3、设计；模型支撑中图分类号：V211.4;V249.1文献标志码：A 文章编号：AnalysisofthewindtunnelbasedvirtualflighttestingsystemandkeytechnologiesfortheevaluationofflightcontrolsystemsHUANGMin,WANGZhongwei,GUOZhenyun(CollegeofAerospaceScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Ch
4、angsha410073,China)Abstract:Inordertoprovideaguideforspecificinvestigationsonwindtunnelbasedvirtualflighttesting(VFT)techniques,thetestsystemandkeytechnologiesofVFTfortheevaluationofflightcontrolsystemsareanalyzed.Firstly,basedonthedeficienciesofthetraditionalfli
5、ghtcontrolsystem(FCS)evaluationmethods,theadvantagesofVFTforevaluationofFCSareanalyzed.Secondly,accordingtothecommonconstitutionofattitudecontrolloopandguidancecontrolloopusedbyFCS,thetestsystemandworkingprincipleofVFTforFCSevaluationarepresented.Andthemaindiffer
6、encesbetweenVFTsystemandHILSsystemareanalyzedbriefly.Lastly,thekeytechnologiesofVFTforFCSevaluationareanalyzed,includingVFTevaluationmethods,aircraftmodeldesigntechnique,FCSmodificationtechnique,andmodelsupporttechnique.Keywords:flightcontrolsystemevaluation,wind
7、tunnelbasedvirtualflighttesting,hardware-in-the-loopsimulation,evaluationmethods,aircraftmodeldesign,modelsupport99截至目前，有许多方法用于评估飞控系统，包括纯数学仿真，软件在回路仿真，硬件在回路仿真(Hardware-in-the-loopSimulation，HILS，又称半实物仿真)，人在回路仿真，及飞行试验[1]-[2]。这几种试验的真实性和技术复杂性各不相同，分处于飞控系统研制的不同阶段。纯数学仿真
8、置信度较低，其飞行器气动、运动与控制系统均采用仿真模型，用于飞控系统研发早期，对飞行控制律与制导律进行初步评估。当飞控系统软件开发出来后，可开展软件在回路仿真，评估加入软件后的飞控系统性能。当飞控系统硬件(如控制器、伺服机构或传感器)开发出来后，可开展硬件在回路仿真，以评估加入硬件后的飞控系统性能。人在回路仿真用于有
