飞行仿真数学建模与实践PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1 系统仿真的历史和定义 1

1.2　系统仿真的分类 2

1.3　飞行仿真 4

1.3.1 飞行仿真的分类 4

1.3.2 飞行仿真的国内概况 6

第2章　飞行仿真数学模型的常用解法 9

2.1　插值法 9

2.2　矩阵运算 11

2.3　线性代数计算 12

2.3.1 高斯—约当消去法 12

2.3.2 解三对角线形方程组的追赶法 13

2.4.1 非线性方程的解法 15

2.4　非线性方程与非线性方程组的解法 15

2.4.2　非线性方程组的解法——牛顿法 17

2.5　常微分方程数值解法 18

2.6　四元数方法简介 22

2.6.1 四元数的代数运算法则 22

2.6.2 规范化四元数 24

2.7　最优化问题 25

2.7.1　最速下降法 25

2.7.2 最小二乘法 26

2.8　双欧法 27

2.9　矩阵指数eAT的计算 28

2.9.1　幂级数展开法 28

2.9.2　缩方与乘方算法 29

3.1.1　模拟计算机仿真系统 32

3.1　仿真计算机 32

第3章　仿真计算机与仿真实时性 32

3.1.2　混合计算机仿真系统 33

3.1.3　数字计算机仿真系统 34

3.2　仿真实时性 39

第4章　飞行仿真数学建模 43

4.1　飞机一般运动数学模型 43

4.1.1 飞机动力学方程 43

4.1.2 气动力和气动力矩系数模型 44

4.1.3　操纵（控制）系统建模 47

4.1.4　动力系统建模 52

4.1.5　起落装置建模 58

4.2　飞机一般运动数学模型的简化 60

4.2.2　小扰动方程 61

4.2.1 小扰动原理 61

4.2.3 小扰动方程的应用 64

4.3　飞机运动方程的其他形式 65

4.3.1 视飞机为质点的质点运动方程 65

4.3.2　战术动作与数学模型 66

4.3.3　质点运动方程的应用 71

第5章　飞行仿真的应用 72

5.1　飞行仿真的工程应用 72

5.1.1 飞行仿真在国内外的应用概况 72

5.1.2 飞行仿真在工程应用中的实例 73

5.2　飞行模拟训练 81

5.3　飞行仿真在现代作战模拟中的应用 82

5.3.1　作战模拟的重要性 82

5.3.2　飞机质点运动方程在两机空战格斗仿真中的应用 84

6.1　简要说明 94

6.2　飞机简介 94

第6章　基于六自由度非线性飞机运动模型的飞行仿真系统 94

6.3　工程模拟器研制 95

6.3.1 系统组成 95

6.3.2　工作原理 99

6.4　符号及坐标系 100

6.4.1　主要符号 100

6.4.2 坐标系 101

6.5　数学模型 102

6.5.1 运动方程 102

6.5.2　飞机仿真数学模型 103

6.6　窗外场景与虚拟仪表开发 109

6.6.1 窗外场景 109

6.6.2　虚拟仪表开发 109

6.7　硬件研制 111

6.8　模型解算与实时仿真软件设计 114

6.8.1　模型解算 114

6.8.2　实时仿真软件设计 115

6.9　原始数据与仿真结果分析 126

6.9.1 原始数据 126

6.9.2　仿真结果分析 127

6.10　系统特点及应用范围 130

6.10.1 特点 130

6.10.2 应用范围 130

6.11　气动系数线性化的飞机运动模型 130

第7章　飞行模拟器 132

7.1　飞行模拟器的一般组成 132

7.2　飞行模拟器的软件系统 133

7.3　飞行模拟器的数学模型 134

7.4　模拟座舱 135

7.5　飞行模拟器中的动感模拟 137

7.6　飞行模拟器中的视觉模拟 140

7.7　飞行模拟器中的音响模拟 142

7.8　飞行模拟器综合控制台 143

7.8.1 综合控制台功能 144

7.8.2 综合控制台与其他子系统间的关系 149

7.9　研制飞行模拟器的关键技术 149

第8章　飞行仿真系统开发中的几个问题 152

8.1　坐标系、运动参数及操纵极性 152

8.1.1 坐标系 152

8.1.2　主要坐标系间的转换 153

8.1.3　运动参数与操纵极性 154

8.2　基本符号、气动系数与气动导数及其换算 157

8.3　计量单位及其换算 160

8.4　软件开发与移植 165

第9章　飞行仿真展望 173

9.1　仿真试验手段建设 173

9.2　仿真数学模型 175

9.3　结果可信度不断提高 177

9.4　应用范围不断扩大 177

附录A　标准大气 178

附录B　风和湍流 181

附录C　海况等级和波级 188

附录D　能见度、跑道摩擦因数、机场等级与飞机起落架机轮类别 189

附录E　术语与定义 191

附录F 盐雾、霉菌和沙尘 193

附录G　基本国际单位制（SI） 197

附录H　直升机仿真六自由度非线性模型简介 204

参考文献 217