飞行控制系统可视化仿真平台设计

陈力威， 朱 凡， 刘 希， 杨 楠

(空军工程大学工程学院，西安 710038)

0 引言

现代飞机，尤其是战斗机，为了完成预定的任务和改善飞机的飞行品质，都在飞机上安装各种类型的飞行控制系统。飞机的动力学特性因为其所安装的飞控系统可能会发生彻底的改变，因此在飞行仿真时必须要考虑到飞控系统的动力学特性［1］。同时，提高仿真系统的通用性、执行效率、仿真建模易行性和系统可扩展性也具有重要意义。本文按照并行计算模型的思想［2］设计了仿真平台框架。首先从总体上设计了飞控系统的并行仿真结构，然后再将飞控系统分成发动机推力、升降舵、副翼和方向舵4个并行通道。这样可以充分利用多核处理器的优势，大大提高了仿真效率，经检验，仿真解算速度可以达到实时仿真的要求。最后利用视景仿真软件VegaPrime实现战场环境三维显示，并将其应用于飞机在预定航路飞行的实时显示过程中。

1 系统框架设计

依据提高运行效率和易于维护、扩展的原则，设计平台系统的总体框架结构如图1所示。

该平台主要包括飞行动力学仿真类、视景仿真类和Matlab后台服务3个部分。由图可见，应用多核编程技术，可以并行同步执行整个系统的仿真解算。本文通过OpenMP并行编程方法实现了飞行动力学系统和飞控系统的并行解算。

对于任何飞机来说，六自由度飞行动力学方程及飞行方位角、气动角、过载等飞行状态信息的解算都是相同的，为公共属性部分。而飞机气动力和力矩的解算、物理参数因机型而异，为私有属性部分。……