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第1章 绪论1

1.1 引言1

目录1

1.2 系统仿真及飞行仿真训练系统发展现状2

1.2.1 国外发展概况2

1.2.2 国内发展概况3

1.3 系统仿真和飞行仿真技术的发展状况4

1.3.1 综合仿真环境技术4

1.3.2 虚拟现实技术5

1.3.3 分布交互仿真技术5

1.3.4 通用仿真软件平台技术7

1.3.5 视景仿真技术7

1.4 现代军机作战仿真的发展趋势9

1.4.1 全功能、全任务、全天候和全方位的单机作战仿真9

1.3.6 建模与验模的VV A过程和技术9

1.4.2 多机空战对抗仿真11

1.4.3 作战单元仿真系统12

1.4.4 作战指挥仿真系统13

1.4.5 协同仿真系统14

第2章 军机仿真系统的总体设计16

2.1 引言16

2.2 现代军机训练作战仿真的任务分析16

2.2.1 技能训练任务仿真16

2.2.2 作战任务仿真16

2.3 军机仿真系统顶层设计的功能及技术要求17

2.3.1 训练的环境仿真17

2.3.2 多层次、多仿真器的网络体系结构17

2.3.3 高技术复杂战场环境仿真18

2.3.5 战法评估、选优和训练19

2.3.4 系统管理功能及成绩自动评估19

2.3.6 系统自检和运行状态的实时显示功能20

2.4 现代军机仿真系统的总体设计20

2.4.1 人在回路的实时仿真技术20

2.4.2 现代军机仿真系统的总体构建22

2.4.3 计算机系统结构23

2.5 关键分系统的技术要求24

2.5.1 仿真仪表的控制技术24

2.5.2 操纵系统仿真技术25

2.5.3 视景仿真26

2.5.4 视景显示系统27

2.5.5 音响、语音仿真技术27

2.5.6 动感仿真技术28

2.5.8 教员控制台29

2.5.7 军械、火控系统仿真29

2.5.9 飞行系统的仿真建模30

2.6 软件总体构成33

第3章 现代军机仿真系统的综合效能及逼真度34

3.1 引言34

3.2 军机训练仿真系统综合效能评估34

3.2.1 效能的概念及内涵34

3.2.2 综合效能评估的基本思想35

3.2.3 综合效能评估模型35

3.2.4 效能评估指标体系36

3.3 现代军机仿真系统的可用度37

3.3.1 可靠性的基本概念37

3.3.2 维修性45

3.4 逼真度48

3.4.1 逼真度的概念48

3.4.2 训练科目及分系统的加权分析计算49

3.4.3 定量法评估51

3.4.4 定性法评估54

3.4.5 综合评估55

3.5 利用逼真度分析视景和运动系统的方案设计55

3.5.1 视场和运动系统对全系统影响系数55

3.5.2 主要显示方式的逼真度分析56

3.5.3 主要动感方式的逼真度分析58

3.5.4 视景和运动系统几种组合方案的逼真度计算59

3.5.5 视景和运动系统选择参考流程59

第4章 分布式解算控制技术61

4.1 引言61

4.2.1 计算实时性62

4.2.2 通信实时性62

4.2 局域网分布实时仿真的实时性62

4.2.3 调度实时性63

4.3 局域网体系结构及协议63

4.3.1 计算机网络标准体系结构63

4.3.2 仿真系统设计中的相关局域网技术65

4.3.3 LAN以太网在仿真系统应用中的缺点69

4.3.4 LAN以太网通信延迟分析70

4.4 实时通信网络73

4.4.1 实时反射内存网73

4.4.2 实时反射内存网SCRAMNeT＋基本原理74

4.4.3 实时反射内存网SCRAMNeT＋性能分析75

4.5 现场总线通信及在仿真系统中的应用76

4.5.1 现场总线的特点76

4.5.2 当前流行的几种现场总线77

4.5.4 现场总线的实时性分析79

4.5.3 现场总线在仿真系统中的应用79

4.6 混合实时通信网络81

4.6.1 混合实时通信网络的构建81

4.6.2 系统延时分析研究82

第5章 飞机座舱设备的仿真控制技术85

5.1 引言85

5.2 座舱仪表控制仿真85

5.2.1 主要仿真仪表及控制技术对比85

5.2.2 磁电式仪表86

5.2.3 直流电机控制式仪表87

5.2.4 交流伺服电机控制式仪表88

5.2.5 直流同步器控制式仪表91

5.2.6 交流同步器控制式仪表91

5.2.7 步进电机控制式仪表92

5.2.9 多功能显示器仿真及控制93

5.2.8 记录性仪表仿真93

5.3 操纵盒及模型、采集控制94

5.3.1 座舱仿真的分布式控制技术94

5.3.2 CAN总线网络拓扑结构设计95

5.3.3 CAN总线通信节点硬件设计96

5.3.4 CAN总线通信节点软件设计97

5.3.5 系统抗干扰及实时性设计100

5.3.6 总线长度及节点数量等因素对系统可靠性的影响100

5.4 操纵采集102

5.4.1 电传操纵系统仿真的总体设计103

5.4.2 电传操纵系统的操纵载荷模拟104

5.4.3 电传操纵系统的控制逻辑关系建模104

5.4.4 电传操纵系统与自动驾驶仪106

5.4.5 操纵负荷系统107

5.5.2 硬件自诊断110

5.5.1 自诊断技术的目的110

5.5 诊断技术110

5.5.3 软件自诊断112

5.5.4 智能诊断专家系统113

5.5.5 诊断技术的发展趋势115

第6章 动感仿真技术116

6.1 引言116

6.2 飞行时的动感分析116

6.2.1 飞机运动的加速度及过载计算模型116

6.2.2 过载对人体的影响117

6.3 动感仿真技术归纳119

6.3.1 动感仿真技术及性能对比119

6.3.2 液压与电动技术的对比121

6.4 三自由度运动系统122

6.4.1 三自由度运动系统的功能及基本组成122

6.4.2 三自由度运动的数学模型123

6.5 六自由度运动系统124

6.5.1 六自由度运动系统的功能及基本组成124

6.5.2 六自由度运动系统的数学模型125

6.6 过载座椅（G-Seat）130

6.6.1 过载座椅的作用130

6.6.2 过载座椅的主要构成130

6.6.3 过载座椅的主要技术指标及性能评价132

6.6.4 过载座椅的数学模型133

6.7 抗荷服模拟系统135

6.7.1 作用及构成135

6.7.2 抗荷服的主要部件及其原理136

第7章 音响与语音环境仿真技术139

7.1 引言139

7.2.2 音响与语音环境的要求140

7.2 音响与语音环境的主要内容及要求140

7.2.1 音响与语音环境的主要内容及要求140

7.3 音响与语音环境的总体构建141

7.4 音响仿真的主要相关技术142

7.4.1 声音的生成与播放142

7.4.2 声音的空间化技术144

7.4.3 声音的距离仿真144

7.4.4 声音的多普勒效应144

7.4.5 多个声源的混音技术145

7.5 语音识别技术145

7.5.1 问题的提出145

7.5.2 语音识别技术的基础146

7.5.3 语音指挥系统的仿真设计147

8.2 飞行系统的主要交联关系和构成150

8.1 引言150

第8章 飞行系统的建模与调试150

8.3 飞行系统的建模152

8.3.1 建模的指导思想152

8.3.2 建模的方法152

8.3.3 简化假定153

8.3.4 坐标系154

8.3.5 气动力和气动力矩155

8.3.6 运动方程158

8.4 空中加受油增稳模型161

8.4.1 纵向电传增稳操纵模型的建立162

8.4.2 横向电传增稳操纵模型的建立166

8.4.3 航向电传增稳操纵模型的研究167

8.5 飞行方程模型的调试169

8.6.2 鸭式布局的特点171

8.6.1 边条翼升力面布局的特点171

8.6 几种不同气动布局军机的气动特点171

第9章 航电火控仿真技术173

9.1 引言173

9.2 火控仿真的构建173

9.2.1 空对空火控仿真的内容173

9.2.2 空对地火控仿真的内容175

9.2.3 火控与其它系统的交联关系176

9.3 雷达仿真建模177

9.3.1 视距判断模块177

9.3.2 目标回波功率计算模块177

9.3.3 接收机噪声计算模块177

9.3.5 确认发现目标模块178

9.3.6 雷达天线功能仿真模型178

9.3.4 是否发现目标判断模块178

9.4 导弹仿真模型179

9.4.1 导弹弹体动力学模型的建立180

9.4.2 导弹弹体运动学模型183

9.4.3 动力学与运动学其它关系方程的建立183

9.4.4 动力学与运动学方程组及有关说明183

9.4.5 仿真方法及步长的选取185

9.4.6 导弹制导与控制系统模型的建立187

9.5 目标威胁等级排序190

9.5.1 优势函数法190

9.5.2 威胁因子法191

9.6 导弹攻击区191

9.6.1 多元逐步回归逼近法192

9.6.2 表格函数插值法201

9.6.3 模糊神经网络逼近法201

9.7.1 军机电子对抗仿真的构建203

9.7 电子对抗203

9.7.2 雷达全向告警器模型205

9.7.3 有源干扰吊舱模型206

9.7.4 箔条投放器模型211

9.7.5 红外投放器模型215

第10章 视景仿真技术217

10.1 引言217

10.2 视景仿真的任务配置分析217

10.3 影响视景效果的几项重要指标219

10.3.1 视场219

10.3.2 分辨率220

10.3.3 亮度220

10.3.5 彩色、浓淡和能见度221

10.3.6 刷新率与更新率221

10.3.4 图像对比度221

10.4 显示技术222

10.4.1 实像显示技术222

10.4.2 虚像显示技术223

10.4.3 立体显示技术226

10.4.4 多通道融合技术229

10.4.5 各种显示方案性能比较230

10.5 视景生成系统231

10.5.1 基本坐标转换关系231

10.5.2 立体视景的数学模型233

10.6 建模技术238

10.6.1 视景环境的总体布局238

10.6.2 自然环境建模239

10.6.3 战术目标模型242

10.6.4 战场环境的构造流程243

参考文献246