一种飞机操纵系统的仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种飞机操纵系统的仿真方法及系统。该方法包括：建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型；根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型；根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像；获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像；将所述方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像和所述方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像进行对比，得到仿真准确度。采用本发明专利技术的方法或系统能够对飞机动态特性进行有效地分析和研究，检验所设计的操纵系统是否满足规范要求。

A simulation method and system of aircraft control system

【技术实现步骤摘要】
一种飞机操纵系统的仿真方法及系统
本专利技术涉及飞机操纵系统建模领域，特别是涉及一种飞机操纵系统的仿真方法及系统。
技术介绍
随着计算机技术的快速发展，仿真技术广泛应用在各个领域中。仿真是对相应的物理系统进行数学描述后的计算机解算过程，是一种有效的研究手段。仿真过程包括建立仿真模型和进行仿真实验两个主要步骤。基于一个合理的模型，我们才能得到合理的结论，因此建立合理的模型便成了实现仿真的第一步。确定模型参数对于建立模型来说又极为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种飞机操纵系统的仿真方法及系统，能够对飞机动态特性进行有效地分析和研究，检验所设计的操纵系统是否满足规范要求。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种飞机操纵系统的仿真方法，包括：建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型；根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型；根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像；获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像；将所述方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像和所述方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像进行对比，得到仿真准确度。可选的，所述根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，具体包括：对所述飞机方向舵操纵系统的物理模型进行有限元分析，得到建模需要的参数；根据所述需要的参数，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型。可选的，所述根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型，具体包括：根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，建立状态空间方程；根据所述状态空间方程，建立多输入多输出线性系统状态模型。可选的，所述根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像，具体包括：根据所述多输入多输出线性系统状态模型，利用MATLAB得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像。可选的，所述获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像，具体包括：通过MATLAB获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像。一种飞机操纵系统的仿真系统，包括：操纵系统物理模型建立模块，用于建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；动态数学模型建立模块，用于根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型；状态模型建立模块，用于根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型；仿真图像确定模块，用于根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像；实际图像获取模块，用于获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像；仿真准确度确定模块，用于将所述方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像和所述方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像进行对比，得到仿真准确度。可选的，所述动态数学模型建立模块，具体包括：参数确定单元，用于对所述飞机方向舵操纵系统的物理模型进行有限元分析，得到建模需要的参数；动态数学模型建立单元，用于根据所述需要的参数，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型。可选的，所述状态模型建立模块，具体包括：状态空间方程建立单元，用于根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，建立状态空间方程；状态模型建立单元，用于根据所述状态空间方程，建立多输入多输出线性系统状态模型。可选的，所述仿真图像确定模块，具体包括：仿真图像确定单元，用于根据所述多输入多输出线性系统状态模型，利用MATLAB得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像。可选的，所述实际图像获取模块，具体包括：实际图像获取单元，用于通过MATLAB获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种飞机操纵系统的仿真方法，该方法包括：建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型；根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型；根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像；获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像；将所述方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像和所述方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像进行对比，得到仿真准确度。采用本专利技术的方法得到的仿真准确度高，能够对飞机动态特性进行有效地分析和研究，检验所设计的操纵系统是否满足规范要求，有很高的工程应用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术飞机操纵系统的仿真方法流程图；图2为本专利技术飞机操纵系统的仿真系统结构图；图3为本专利技术实施例2操纵系统建模原理图；图4为本专利技术实施例2系统仿真方框图；图5为本专利技术实施例封装子系统框图；图6为本专利技术实施例2实际的时间(s)-方向舵偏角(°)曲线图；图7为本专利技术实施例2建模的时间(s)-方向舵偏角(°)曲线图；图8为本专利技术实施例2时间(s)-方向舵偏角(°)实际与仿真结果对比图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种飞机操纵系统的仿真方法及系统，能够对飞机动态特性进行有效地分析和研究，检验所设计的操纵系统是否满足规范要求。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术飞机操纵系统的仿真方法流程图。参见图1，一种飞机操纵系统的仿真方法包括：步骤101：建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；通过对系统运动原理的分析建立系统的物理模型。步骤102：根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，具体包括：对所述飞机方向舵操纵系统的物理模型进行有限元分析，得到建模需要的参数；根据所述需要的参数，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型。通过对操纵系统结构的分析，将系统分布参数进行集中化处理。将驾驶盘后的机械拉杆和摇臂等效为一个自由度；钢索等效为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机操纵系统的仿真方法，其特征在于，包括：/n建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；/n根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型；/n根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型；/n根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像；/n获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像；/n将所述方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像和所述方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像进行对比，得到仿真准确度。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞机操纵系统的仿真方法，其特征在于，包括：
建立飞机方向舵操纵系统的物理模型；
根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型；
根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型；
根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像；
获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像；
将所述方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像和所述方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像进行对比，得到仿真准确度。


2.根据权利要求1所述的飞机操纵系统的仿真方法，其特征在于，所述根据所述飞机方向舵操纵系统的物理模型，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，具体包括：
对所述飞机方向舵操纵系统的物理模型进行有限元分析，得到建模需要的参数；
根据所述需要的参数，构建飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型。


3.根据权利要求1所述的飞机操纵系统的仿真方法，其特征在于，所述根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，得到多输入多输出线性系统状态模型，具体包括：
根据所述飞机方向舵操纵系统等效动态数学模型，建立状态空间方程；
根据所述状态空间方程，建立多输入多输出线性系统状态模型。


4.根据权利要求1所述的飞机操纵系统的仿真方法，其特征在于，所述根据所述多输入多输出线性系统状态模型，得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像，具体包括：
根据所述多输入多输出线性系统状态模型，利用MATLAB得到方向舵偏角随时间变化的曲线的仿真图像。


5.根据权利要求1所述的飞机操纵系统的仿真方法，其特征在于，所述获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像，具体包括：
通过MATLAB获取方向舵偏角随时间变化的曲线的实际图像。


6.一种飞机操纵系统的仿真系...

【专利技术属性】
技术研发人员：董旭，胡碧媛，马存宝，郭一涵，梁艳，江金泽，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61