飞行仿真技术.pdfVIP

飞行仿真技术

课程编号

课程中文名称：飞行仿真技术

课程英文名称：FlightSimulationTechnology

开课学期：秋季

学分/学时：3.0/48

先修课程：理论力学，自动控制原理

建议后续课程：系统建模与仿真技术

适用专业/开课对象：控制科学与工程/硕士研究生一年级

团队负责人：王江云执笔人：王江云、李妮核准院长：王磊

一、课程的性质、目的和任务

课程内容涵盖构成飞行仿真的支撑技术——建模原理、数学算法、仿真方法等，以及两个重

要的研究对象——飞机飞行模拟器、导弹虚拟样机的组成、建模与仿真实现方法。课程内容丰富，

注重理论联系实际，问题分析透彻，针对具体问题给出参考实例，有助于培养学生运用所学建模

与仿真方法处理和解决实际复杂工程问题。通过该课程的学习，可以使学生了解和掌握飞行建模

与仿真的基本理论、基本方法和基本工具，能够对复杂的航空航天飞行器系统进行分析和设计，

有能力从事航空航天飞行器的建模与仿真研发工作。

二、课程内容、基本要求及学时分配

飞行仿真技术课程内容包括飞行仿真的发展历程、飞行器建模原理、飞行仿真系统类型及特

点、飞行动力学、飞行环境仿真、飞行控制系统仿真、导航系统仿真、飞行模拟器组成系统（飞

行管理系统仿真、飞行仪表显示、动感模拟系统、声音模拟系统、操纵负荷系统、教员台系统）

和飞行仿真支撑环境、飞行仿真模型VVA技术等关键技术。

各章节具体内容、要求和学时分配如下：

第一章绪论（4学时）

1.1本课程特点

1.2飞行仿真技术体系

1.3飞行仿真技术发展过程

1.4国内外先进飞行仿真技术发展现状

1

1.5飞行仿真技术应用案例

基本要求：理解飞行仿真技术课程的特点，工程应用背景较强，涉及多学科；理解飞行仿真

的技术体系，以及研究对象特点；了解飞行仿真技术的发展过程以及应用现状；掌握飞行仿真技

术在复杂系统研发中的作用。

第二章建模仿真概念及飞行仿真系统分析（6学时）

2.1模型基本概念

2.2工程技术人员建模过程

2.3飞行实时仿真系统组成及特点

2.4飞行实时仿真系统分类及方法

基本要求：理解模型、仿真的基本概念以及建模过程；理解实时仿真的概念、定义和限制因

素；掌握工程技术人员建模及仿真步骤；掌握飞行实时仿真系统的组成、分类，掌握数学仿真、

软件在回路仿真、硬件在回路仿真、人在回路仿真、铁鸟仿真、飞行中仿真以及卫星控制系统全

物理仿真的特点和方法；掌握构成飞行仿真系统的各模块的功能以及它们之间信息交互关系。

第三章飞行动力学建模（8学时）

3.1飞行动力学特点

3.2气动力和气动力矩

3.3坐标系和坐标变换

3.4四元数法

3.5运动方程

3.6动力系统建模

3.7起落装置建模

3.8飞行仿真模型

基本要求：深刻理解飞行器所处的大气和风场环境，和由此产生气动力、气动力矩的原因及

基本计算方法；理解基元旋转矩阵和一般坐标系变换的原理；掌握飞行仿真中常用的坐标系的定

义和飞行参数定义方法；理解四元数的定义以及用四元数描述的运动学微分方程；掌握六自由度

飞行运动方程，以及转化为飞行仿真模型的方法；理解推进系统、气动系统建模原理与方法。

第四章飞行环境仿真（6学时）

4.1综合自然环境表示与交换规范

4.2大气环境建模方法

4.3地形环境建模方法

2

4.4海洋环境建模方法

4.5大气对飞行器运动影响的环境效应

4.6大气与传感器探测影响的环境效应

4.7目标红外成像建模与仿真

基本要求：理解综合自然环境表示与交换规范的组成、内容以及相互关系；掌握常见的大气

环境、地形环境、海洋环境的建模方法；掌握大气对飞行器运动、传感器探测的影响机理及计算

方法；理解红外成像建模原理及仿真