大型飞机大气扰动下飞行仿真建模研究

123456aa · 发表于 2022-5-13 17:34:44

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雅宝题库解析：
飞机飞行过程中经常遭遇到大气紊流、风切边等各类复杂大气扰动。与大气扰动有关的各种现象如大气紊流会造成飞行颠簸，影响乘坐舒适性。研究大气扰动对飞机运动的影响，需建立描述大气扰动及飞机飞行动力学的数学模型。本文针对飞行动力学建模进行了相关研究，建立了包含紊流影响的动力学方程，并对飞行仿真动力学建模的数学方法和飞行仿真系统的实现进行了研究，主要的工作有：1、本文分析了大气紊流的统计特性，并进行了工程模型的仿真，包括大气紊流模型、风切边模型、突风模型。采用Dryden模型进行了紊流的数值仿真，利用白噪声通过成形滤波器生成符合要求的大气紊流信号。2、对传统Dryden模型进行了改进，进行了一种更符合实际情况的大气紊流模型的仿真，结果表明，改进后的湍流信号对原有信号有一定的改进，与真实大气湍流相符。3、阐述了飞行仿真动力学系统数学模型的建模方法，包括飞行动力学模型、大气模型等模型的建立方法。对于动力学模型，首先建立了飞机动力学方程组以及通过坐标变换关系得出的运动学方程组，从而推导出含大气扰动的飞机六自由度、非线性数学模型。4、本文运用Matlab/Simulink搭建六自由度非线性动力学模型，实现了飞机六自由度飞行仿真模拟。基于建立的扰动风场模型和B747-100B飞机动力学模型，采用数值仿真方法，研究了大型飞机穿越大气紊流的动力学响应题目。对选定的大气紊流模型进行飞行仿真实验，得到相应的飞机响应曲线，通过对这些曲线的分析总结出飞行性能。飞行仿真模型是飞行仿真系统的核心，文中针对大气紊流等大气环境，建立了风和大气紊流的工程化模型，研究了飞机在变化风场中飞行时，受到大气紊流影响后的响应情况，同时分析了大气紊流对飞行状态量的影响。本文的数值建模方法与实际仿真平台的搭建对飞机总体设计、飞行任务规划及控制器设计等都有实际的参考意义。

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