基于機(jī)動動作庫的飛機(jī)航路飛行仿真研究

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1、第28卷第12期計算機(jī)仿真2011年12月文章編號：1006—9348(2011)12-0073—04基于機(jī)動動作庫的飛機(jī)航路飛行仿真研究焦連猛，楊峰，郭善鵬，潘泉(西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，陜西西安710129)摘要：研究毪機(jī)的航路l毛行仿真技術(shù)，在空戰(zhàn)對抗仿真中有著廣泛應(yīng)用。針對當(dāng)前飛機(jī)動力學(xué)模型的仿真方法實時性較差以及航跡組合的仿真方法精度較低，且不能提供實時姿態(tài)信息等缺點。在航跡組合方法的基礎(chǔ)七應(yīng)用飛機(jī)動力學(xué)模型在典型狀態(tài)下的簡化形式，提出了一種基j二機(jī)動動作庫的飛機(jī)航路毪行仿真方法。仿真結(jié)果表明。可以更真實地模擬l毛機(jī)航路飛

2、行航跡，同時飛機(jī)的姿態(tài)信息也得到了實時展現(xiàn)。因此，能夠滿足空戰(zhàn)對抗仿真在仿真精度和可視化方面的需求。關(guān)鍵詞：奪戰(zhàn)對抗；航路毪行；機(jī)動動作庫；三維顯示中圖分類號：v249．1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AResearchonWaypointFlightSimulationBasedonTacticalManeuverSet’JIAOLian—meng，YANGFeng，GUOShan—peng，PANQuan(CollegeofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi'anShanxi7101

3、29，China)ABSTRACT：Thispaperfocusedonthewaypointflislitsimulation，whichhasanumberofapplicationsinaircombatsimulations．However，thesimulationmethodbasedonairplanedynamicsmodelisdeficientintimewhilethemethodbasedontrajectorycombinationhaslowerprecisionandcannotprovidethege

4、sturesoftheairplane．Integratingthea．hovetwotheories，anewwaypointflightsimulationmethodbasedontacticalmaneuversetWasproposedinthispa-per．Thesimulationresultsshowthattheproposedmethodcallsimulateboththeairpl8Retrajectoryandthegestureinhishprecision，whichCallsatis匆theprec

5、isionandvisualizationrequirementsoftheaircombatsimulation．KEYWORDS：Aircombat；Waypointflisht；Tacticalmaneuverset；3Ddisplayl引言當(dāng)前，窄戰(zhàn)對抗仿真受到了軍隊及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的廣泛重視。一方面，操作員可以通過它進(jìn)行空戰(zhàn)過程和戰(zhàn)術(shù)的演練，這樣既避免了真實窄戰(zhàn)的危險性，也為空戰(zhàn)訓(xùn)練節(jié)約了大昔經(jīng)費和時間；另一方面，研究者可以通過它來驗證所采用算法的有效性，對飛機(jī)作戰(zhàn)效能和武器效能的評估也有很大幫助。在空戰(zhàn)對抗仿真中，飛機(jī)航路

6、飛行的仿真是關(guān)鍵技術(shù)之一，在我方平臺的仿真以及目標(biāo)航跡仿真中得到了廣泛應(yīng)用?。目前，飛機(jī)航路毪行仿真的方法主要有兩種：一種是基于飛機(jī)六自由度動力學(xué)模型心。]，采用控制律來實現(xiàn)飛機(jī)的全數(shù)字仿真，該方法的仿真精度比較高，缺點是建模復(fù)雜，計基金項目：國家自然科學(xué)基金(60634030，60702066)；航空科學(xué)基金(20090853013)；西北工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)研究基金(JC201015)；西北工業(yè)大學(xué)翱翔之星計劃收稿日期：2010一12—24修回日期：2011—02—18算量大，很難滿足大規(guī)模空戰(zhàn)對抗仿真對實時性的要求；另一種是利用多段航

7、跡組合來生成毽機(jī)航路飛行的整個航跡舊“1，該方法容易實現(xiàn)，計算量小，缺點是只能給出色機(jī)航路匕行的航跡，無法提供飛機(jī)的姿態(tài)信息，而先進(jìn)的空戰(zhàn)對抗仿真系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)三維顯示，因此只提供航跡信息難以達(dá)到仿真需求。本文在航跡組合方法的基礎(chǔ)上應(yīng)用飛機(jī)動力學(xué)模型在典捌狀態(tài)下的簡化形式，提出了一種基于機(jī)動動作庫的1s機(jī)航路飛行仿真方法。與傳統(tǒng)方法相比，該方法町以實時仿真生成飛機(jī)的姿態(tài)信息，而且計算量小，能夠滿足仿真的精度和實時性需求。2飛機(jī)航路飛行仿真系統(tǒng)框架設(shè)計飛機(jī)的航路飛行是指飛機(jī)按照預(yù)先規(guī)定好的航路點隊列進(jìn)行飛行的一種毪行方式，其要求

8、飛機(jī)經(jīng)過指定航路點位置，同時達(dá)到規(guī)定的速度，這就需要飛機(jī)按照航路點信息的要求在整個航路飛行中進(jìn)行直線加減速、俯沖、爬升、轉(zhuǎn)彎等一73—機(jī)動。本文提出的基于機(jī)動動作庫的飛機(jī)航路飛行仿真的基本原理足根據(jù)預(yù)先設(shè)定的指令航路信息，通過實時計算