[发明专利]一种直升机飞行仿真方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及直升机飞行仿真领域，具体是一种直升机飞行仿真方法及系统。

背景技术

计算机建模与仿真技术，已被广泛应用于飞行器系统研发、飞行员地面训练、机务培训等领域。

目前，计算机飞行仿真技术，主要从快速复现飞行器原型系统的控制方法、实现机型可重配置的低成本实时仿真环境、提高计算方法的快速性和收敛性等方面，来改善飞行仿真平台的创新性、通用性、实时性和鲁棒性。如常用的桌面飞行仿真产品。

但上述桌面飞行仿真产品，大多受限于现有商业飞行模拟软件的固定架构，难以配置不同的飞行控制算法，不能体现飞行器实际的操纵特性和运动特性，通用性不强。

另外，现有的商业软件所支持的飞行器，多为固定翼飞行器，型号非常有限，能够实现直升机飞行模拟的平台相对缺乏，即使获取了某型飞行器的建模数据，也无法在通用的商业软件上快速生成可实时仿真的代码平台，研发周期长、测试成本也较高。

此为现有技术的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种直升机飞行仿真方法及系统，用于提高对直升机飞行仿真的通用性和灵活性，还用于缩短研发周期、降低测试成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种直升机飞行仿真方法，具体包括如下步骤：

A、根据直升机的显模型跟踪飞行控制系统、执行系统、旋翼动力学系统、尾桨动力学系统和直升机机体系统，构建直升机全机数字仿真模型；

B、运用代码生成技术，生成步骤A中所构建的直升机全机数字仿真模型的C++原型代码程序；

C、创建C++工程仿真平台，并将步骤B中生成的C++原型代码程序、以及预先编写的直升机仿真飞行操纵指令采集程序和实时图形绘制程序添加到该C++工程仿真平台；其中，所述的直升机仿真飞行操纵指令采集程序用于采集直升机飞行仿真过程中输入的各相应直升机飞行仿真操纵指令，所述的实时图形绘制程序用于将其当前接收到的直升机飞行仿真状态数据实时生成相应的直升机飞行仿真状态数据曲线；

D、对步骤C中所述的C++原型代码程序、以及所述的直升机仿真飞行操纵指令采集程序和所述的实时图形绘制程序进行实时化配置，使上述C++原型代码程序的输入端与上述直升机仿真飞行操纵指令采集程序的输出端相连、并使上述C++原型代码程序的输出端与上述实时图形绘制程序的输入端相连，之后将该实时化配置后的C++原型代码程序、直升机仿真飞行操纵指令采集程序和实时图形绘制程序封装为核心接口模块；

E、对步骤D中封装形成的核心接口模块的输入端及输出端进行匹配设置，使该核心接口模块的输入端与预设的用于输入直升机仿真飞行操纵指令的相应操纵指令输入单元的输出端相连、并使该核心接口模块的输出端与预设的用于显示直升机飞行仿真状态数据曲线的相应显示单元的输入端相连；

F、接入上述预设的相应操纵指令输入单元和相应显示单元，通过操纵该接入的相应操纵指令输入单元，对直升机的飞行进行仿真。

进一步地，上述步骤A在Simulink图形仿真环境下构建直升机全系统数字仿真模型。

在步骤C和步骤E中，所述的直升机飞行仿真状态数据分别包括直升机飞行仿真过程中对应的直升机飞行的俯仰角、横滚角、偏航角速率和垂直升降速率。

步骤C中所述的各相应直升机飞行仿真操纵指令，包括直升机飞行仿真的俯仰操纵指令、横滚操纵指令、航向操纵指令和总距操纵指令。

所述的直升机全机数字仿真模型包括直升机的四通道显模型、PID控制器数字模型、及作动器数字模型、助力器数字模型、旋翼动力学数字模型、尾桨动力学数字模型和直升机机体模型。

所述的C++工程仿真平台采用Qt面向对象界面仿真工程平台。

本发明还提供了一种直升机飞行仿真系统，包括：

直升机飞行仿真操纵指令输入单元，用于输入用于控制直升机飞行仿真的操纵指令；

显示单元，用于实时显示直升机飞行仿真过程中形成的各直升机飞行仿真状态数据曲线；

建模单元，用于建立直升机全机数字仿真模型；

原型代码程序生成单元，用于基于代码生成技术，生成通过上述建模单元建立的直升机全机数字仿真模型的C++原型代码程序，该C++原型代码程序用于接收并仿真处理通过上述直升机飞行仿真操纵指令输入单元输入的操纵指令，以获取直升机飞行仿真状态数据；