飛行實時仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn)

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2、獲得電子科技大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表Ｗ謝意。作者簽名：Ａ．ｔｉ曰期：加＾月；．八年曰＿＿＾論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可臥將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：簽名：＿＿導(dǎo)師Ｉ曰

3、；如月曰期公年／啼分類號密級注1UDC學(xué)位論文飛行實時仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn)（題名和副題名）黃霞（作者姓名）指導(dǎo)教師邱航副教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)計算機應(yīng)用技術(shù)提交論文日期2016.3.29論文答辯日期2016.5.10學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年6月答辯委員會主席評閱人注1：注明《國際十進分類法UDC》的類號。ResearchandImplementofKeyTechnologyofFlightRealTimeSimulationAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElect

4、ronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ComputerAppliedTechnologyAuthor:HuangXiaSupervisor:QiuHangSchool:SchoolofComputerScience&Engineering摘要摘要隨著系統(tǒng)仿真技術(shù)的研究和發(fā)展，其方法和理論被應(yīng)用到了飛行實時仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn)中，特別在軍事態(tài)勢仿真，模擬演習(xí)，戰(zhàn)機研制，導(dǎo)彈制導(dǎo)和民航領(lǐng)域飛行仿真訓(xùn)練，航線規(guī)劃等方面發(fā)揮了巨大的作用。飛行實時仿真將其關(guān)鍵技術(shù)進行數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，利用仿真技術(shù)對模型實現(xiàn)，可以節(jié)省研發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。在對

5、飛行仿真技術(shù)的日益增長需求中，飛行仿真技術(shù)要滿足實時性，逼真性和經(jīng)濟性等方面的需求。為了達到對飛行實時仿真技術(shù)的應(yīng)用需求，本文將使用計算機仿真的方法，對飛行實時仿真涉及到的關(guān)鍵技術(shù)進行研究和分析，提出了飛行控制模型關(guān)鍵技術(shù)，航線規(guī)劃設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)和導(dǎo)彈運動軌跡和特效模擬關(guān)鍵技術(shù)，由這些關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成了飛行實時仿真技術(shù)的核心。主要研究內(nèi)容為如下幾個方面：(1)飛行仿真的研究主體為飛機，本文在傳統(tǒng)六自由度飛行建模方法的基礎(chǔ)上引入飛機的運動原理，提出了一種基于飛行動力學(xué)的六自由度模型。對飛機在飛行中的受力進行分析建立數(shù)學(xué)模型，計算出飛機的飛行參數(shù)，再在飛機的最大承受力的作用下對飛機的

6、速度和加速度進行平滑，最后根據(jù)平滑后的參數(shù)計算飛機的位置和六自由度姿態(tài)，達到了平穩(wěn)，逼真的飛機飛行控制效果。(2)考慮飛機的飛行運動是由航線進行走向的規(guī)劃，同時要飛行不同的場景中滿足實時性，經(jīng)濟性和安全性等不同需求。本文中針對以上問題，設(shè)計和實現(xiàn)了等角航線，大圓航線和混合航線。等角航線設(shè)計中使用微分三角形計算航向角，在大圓航線中提出了一種基于旋轉(zhuǎn)向量的規(guī)劃方法，最后通過線段逼近的方法對航線進行繪制。(3)針對在飛行仿真技術(shù)中對導(dǎo)彈的分析較少，在本文中對空對空導(dǎo)彈和空對地導(dǎo)彈的運動軌跡和特效進行了研究與實現(xiàn)。采用運動學(xué)對導(dǎo)彈的運動軌跡進行建模，利用幀動畫對導(dǎo)彈的運動進行模擬。

7、導(dǎo)彈的特效包括尾焰和爆炸，本文提出了一種正弦函數(shù)的粒子系統(tǒng)混合模型對尾焰進行建模，使用插件的方法完成爆炸效果，極大的提高了系統(tǒng)信息效率。(4)針對本文中對關(guān)鍵技術(shù)的要求，將飛行仿真的關(guān)鍵技術(shù)進行了獨立實現(xiàn)與仿真。再結(jié)合工程應(yīng)用的實際情況，將飛機仿真關(guān)鍵技術(shù)進行整合成一個完整的天空模塊，在基于數(shù)字地球的虛擬場景下，采用劇本推演的方式進行系統(tǒng)實驗，最后從渲染幀數(shù)，三角形面片數(shù)量等數(shù)據(jù)分析實驗結(jié)果。關(guān)鍵詞：計算機仿真，飛行控制模型，航線規(guī)劃，導(dǎo)彈運動軌跡，導(dǎo)彈特效IABSTRACTABSTRACTAlongwiththe