FlightGear與FPGA的直升機飛行仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、在直升機研究領(lǐng)域,視景仿真系統(tǒng)有著十分重要的應(yīng)用。本課題旨在利用FlightGear視景軟件研究開發(fā)一套功能完善、體系完整的直升機視景飛行仿真系統(tǒng),研究探討適用于直升機開發(fā)的視景仿真系統(tǒng)建設(shè)方法。論文以FightGear視景仿真軟件為基礎(chǔ),選取合適的三自由度直升機仿真設(shè)備,建立起高效的內(nèi)部通信體系;實現(xiàn)了半物理仿真設(shè)備飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)與協(xié)議解析處理模塊、FlightGear視景模擬軟件間的數(shù)據(jù)通信,完美滿足工程實踐需求。
　　首先,研

2、究了視景仿真系統(tǒng)內(nèi)部通信鏈路體系原理。提出并自主制定了內(nèi)部通信協(xié)議,包括三自由度直升機仿真設(shè)備與FPGA數(shù)據(jù)協(xié)議處理模塊間的通信協(xié)議(通信協(xié)議1)以及FPGA數(shù)據(jù)協(xié)議處理模塊與Simulink接口模塊間的通信協(xié)議(通信協(xié)議2)。協(xié)議均采用自定義數(shù)據(jù)幀格式編碼結(jié)構(gòu)實現(xiàn),由數(shù)據(jù)幀引導碼、數(shù)據(jù)幀識別碼、有效數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)幀尾四部分組成。視景仿真系統(tǒng)內(nèi)部通信協(xié)議的制定,通信鏈路體系的建立為直升機視景仿真系統(tǒng)的建立提供了堅實的基礎(chǔ)。
　　其次,

3、研究了通信協(xié)議的解析方法及其FPGA硬件實現(xiàn)。針對自主制定的系統(tǒng)內(nèi)部通信協(xié)議,提出“滑動窗口”尋址數(shù)據(jù)幀頭地址的協(xié)議解析原理。此種解析方法效率高、實時性強,工程應(yīng)用效果理想。同時,將協(xié)議解析的“滑動窗口”思想轉(zhuǎn)化為FPGA硬件解析模塊的物理實現(xiàn),高速高效的對特定編碼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)幀進行協(xié)議解析算法處理,還原數(shù)據(jù)效果理想,為視景仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了有力保障。
　　最后,討論了直升機視景仿真系統(tǒng)的連接與實現(xiàn)。綜合視景飛行仿真技術(shù)相關(guān)研究結(jié)