第1章 绪论 1
1.1 引言 1
目录 1
1.2 系统仿真及飞行仿真训练系统发展现状 2
1.2.1 国外发展概况 2
1.2.2 国内发展概况 3
1.3 系统仿真和飞行仿真技术的发展状况 4
1.3.1 综合仿真环境技术 4
1.3.2 虚拟现实技术 5
1.3.3 分布交互仿真技术 5
1.3.4 通用仿真软件平台技术 7
1.3.5 视景仿真技术 7
1.4 现代军机作战仿真的发展趋势 9
1.4.1 全功能、全任务、全天候和全方位的单机作战仿真 9
1.3.6 建模与验模的VV A过程和技术 9
1.4.2 多机空战对抗仿真 11
1.4.3 作战单元仿真系统 12
1.4.4 作战指挥仿真系统 13
1.4.5 协同仿真系统 14
第2章 军机仿真系统的总体设计 16
2.1 引言 16
2.2 现代军机训练作战仿真的任务分析 16
2.2.1 技能训练任务仿真 16
2.2.2 作战任务仿真 16
2.3 军机仿真系统顶层设计的功能及技术要求 17
2.3.1 训练的环境仿真 17
2.3.2 多层次、多仿真器的网络体系结构 17
2.3.3 高技术复杂战场环境仿真 18
2.3.5 战法评估、选优和训练 19
2.3.4 系统管理功能及成绩自动评估 19
2.3.6 系统自检和运行状态的实时显示功能 20
2.4 现代军机仿真系统的总体设计 20
2.4.1 人在回路的实时仿真技术 20
2.4.2 现代军机仿真系统的总体构建 22
2.4.3 计算机系统结构 23
2.5 关键分系统的技术要求 24
2.5.1 仿真仪表的控制技术 24
2.5.2 操纵系统仿真技术 25
2.5.3 视景仿真 26
2.5.4 视景显示系统 27
2.5.5 音响、语音仿真技术 27
2.5.6 动感仿真技术 28
2.5.8 教员控制台 29
2.5.7 军械、火控系统仿真 29
2.5.9 飞行系统的仿真建模 30
2.6 软件总体构成 33
第3章 现代军机仿真系统的综合效能及逼真度 34
3.1 引言 34
3.2 军机训练仿真系统综合效能评估 34
3.2.1 效能的概念及内涵 34
3.2.2 综合效能评估的基本思想 35
3.2.3 综合效能评估模型 35
3.2.4 效能评估指标体系 36
3.3 现代军机仿真系统的可用度 37
3.3.1 可靠性的基本概念 37
3.3.2 维修性 45
3.4 逼真度 48
3.4.1 逼真度的概念 48
3.4.2 训练科目及分系统的加权分析计算 49
3.4.3 定量法评估 51
3.4.4 定性法评估 54
3.4.5 综合评估 55
3.5 利用逼真度分析视景和运动系统的方案设计 55
3.5.1 视场和运动系统对全系统影响系数 55
3.5.2 主要显示方式的逼真度分析 56
3.5.3 主要动感方式的逼真度分析 58
3.5.4 视景和运动系统几种组合方案的逼真度计算 59
3.5.5 视景和运动系统选择参考流程 59
第4章 分布式解算控制技术 61
4.1 引言 61
4.2.1 计算实时性 62
4.2.2 通信实时性 62
4.2 局域网分布实时仿真的实时性 62
4.2.3 调度实时性 63
4.3 局域网体系结构及协议 63
4.3.1 计算机网络标准体系结构 63
4.3.2 仿真系统设计中的相关局域网技术 65
4.3.3 LAN以太网在仿真系统应用中的缺点 69
4.3.4 LAN以太网通信延迟分析 70
4.4 实时通信网络 73
4.4.1 实时反射内存网 73
4.4.2 实时反射内存网SCRAMNeT＋基本原理 74
4.4.3 实时反射内存网SCRAMNeT＋性能分析 75
4.5 现场总线通信及在仿真系统中的应用 76
4.5.1 现场总线的特点 76
4.5.2 当前流行的几种现场总线 77
4.5.4 现场总线的实时性分析 79
4.5.3 现场总线在仿真系统中的应用 79
4.6 混合实时通信网络 81
4.6.1 混合实时通信网络的构建 81
4.6.2 系统延时分析研究 82
第5章 飞机座舱设备的仿真控制技术 85
5.1 引言 85
5.2 座舱仪表控制仿真 85
5.2.1 主要仿真仪表及控制技术对比 85
5.2.2 磁电式仪表 86
5.2.3 直流电机控制式仪表 87
5.2.4 交流伺服电机控制式仪表 88
5.2.5 直流同步器控制式仪表 91
5.2.6 交流同步器控制式仪表 91
5.2.7 步进电机控制式仪表 92
5.2.9 多功能显示器仿真及控制 93
5.2.8 记录性仪表仿真 93
5.3 操纵盒及模型、采集控制 94
5.3.1 座舱仿真的分布式控制技术 94
5.3.2 CAN总线网络拓扑结构设计 95
5.3.3 CAN总线通信节点硬件设计 96
5.3.4 CAN总线通信节点软件设计 97
5.3.5 系统抗干扰及实时性设计 100
5.3.6 总线长度及节点数量等因素对系统可靠性的影响 100
5.4 操纵采集 102
5.4.1 电传操纵系统仿真的总体设计 103
5.4.2 电传操纵系统的操纵载荷模拟 104
5.4.3 电传操纵系统的控制逻辑关系建模 104
5.4.4 电传操纵系统与自动驾驶仪 106
5.4.5 操纵负荷系统 107
5.5.2 硬件自诊断 110
5.5.1 自诊断技术的目的 110
5.5 诊断技术 110
5.5.3 软件自诊断 112
5.5.4 智能诊断专家系统 113
5.5.5 诊断技术的发展趋势 115
第6章 动感仿真技术 116
6.1 引言 116
6.2 飞行时的动感分析 116
6.2.1 飞机运动的加速度及过载计算模型 116
6.2.2 过载对人体的影响 117
6.3 动感仿真技术归纳 119
6.3.1 动感仿真技术及性能对比 119
6.3.2 液压与电动技术的对比 121
6.4 三自由度运动系统 122
6.4.1 三自由度运动系统的功能及基本组成 122
6.4.2 三自由度运动的数学模型 123
6.5 六自由度运动系统 124
6.5.1 六自由度运动系统的功能及基本组成 124
6.5.2 六自由度运动系统的数学模型 125
6.6 过载座椅（G-Seat） 130
6.6.1 过载座椅的作用 130
6.6.2 过载座椅的主要构成 130
6.6.3 过载座椅的主要技术指标及性能评价 132
6.6.4 过载座椅的数学模型 133
6.7 抗荷服模拟系统 135
6.7.1 作用及构成 135
6.7.2 抗荷服的主要部件及其原理 136
第7章 音响与语音环境仿真技术 139
7.1 引言 139
7.2.2 音响与语音环境的要求 140
7.2 音响与语音环境的主要内容及要求 140
7.2.1 音响与语音环境的主要内容及要求 140
7.3 音响与语音环境的总体构建 141
7.4 音响仿真的主要相关技术 142
7.4.1 声音的生成与播放 142
7.4.2 声音的空间化技术 144
7.4.3 声音的距离仿真 144
7.4.4 声音的多普勒效应 144
7.4.5 多个声源的混音技术 145
7.5 语音识别技术 145
7.5.1 问题的提出 145
7.5.2 语音识别技术的基础 146
7.5.3 语音指挥系统的仿真设计 147
8.2 飞行系统的主要交联关系和构成 150
8.1 引言 150
第8章 飞行系统的建模与调试 150
8.3 飞行系统的建模 152
8.3.1 建模的指导思想 152
8.3.2 建模的方法 152
8.3.3 简化假定 153
8.3.4 坐标系 154
8.3.5 气动力和气动力矩 155
8.3.6 运动方程 158
8.4 空中加受油增稳模型 161
8.4.1 纵向电传增稳操纵模型的建立 162
8.4.2 横向电传增稳操纵模型的建立 166
8.4.3 航向电传增稳操纵模型的研究 167
8.5 飞行方程模型的调试 169
8.6.2 鸭式布局的特点 171
8.6.1 边条翼升力面布局的特点 171
8.6 几种不同气动布局军机的气动特点 171
第9章 航电火控仿真技术 173
9.1 引言 173
9.2 火控仿真的构建 173
9.2.1 空对空火控仿真的内容 173
9.2.2 空对地火控仿真的内容 175
9.2.3 火控与其它系统的交联关系 176
9.3 雷达仿真建模 177
9.3.1 视距判断模块 177
9.3.2 目标回波功率计算模块 177
9.3.3 接收机噪声计算模块 177
9.3.5 确认发现目标模块 178
9.3.6 雷达天线功能仿真模型 178
9.3.4 是否发现目标判断模块 178
9.4 导弹仿真模型 179
9.4.1 导弹弹体动力学模型的建立 180
9.4.2 导弹弹体运动学模型 183
9.4.3 动力学与运动学其它关系方程的建立 183
9.4.4 动力学与运动学方程组及有关说明 183
9.4.5 仿真方法及步长的选取 185
9.4.6 导弹制导与控制系统模型的建立 187
9.5 目标威胁等级排序 190
9.5.1 优势函数法 190
9.5.2 威胁因子法 191
9.6 导弹攻击区 191
9.6.1 多元逐步回归逼近法 192
9.6.2 表格函数插值法 201
9.6.3 模糊神经网络逼近法 201
9.7.1 军机电子对抗仿真的构建 203
9.7 电子对抗 203
9.7.2 雷达全向告警器模型 205
9.7.3 有源干扰吊舱模型 206
9.7.4 箔条投放器模型 211
9.7.5 红外投放器模型 215
第10章 视景仿真技术 217
10.1 引言 217
10.2 视景仿真的任务配置分析 217
10.3 影响视景效果的几项重要指标 219
10.3.1 视场 219
10.3.2 分辨率 220
10.3.3 亮度 220
10.3.5 彩色、浓淡和能见度 221
10.3.6 刷新率与更新率 221
10.3.4 图像对比度 221
10.4 显示技术 222
10.4.1 实像显示技术 222
10.4.2 虚像显示技术 223
10.4.3 立体显示技术 226
10.4.4 多通道融合技术 229
10.4.5 各种显示方案性能比较 230
10.5 视景生成系统 231
10.5.1 基本坐标转换关系 231
10.5.2 立体视景的数学模型 233
10.6 建模技术 238
10.6.1 视景环境的总体布局 238
10.6.2 自然环境建模 239
10.6.3 战术目标模型 242
10.6.4 战场环境的构造流程 243
参考文献 246