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一种固液动力飞行器飞行仿真测试系统，包括飞行器仿真模型系统、综合控制台系统、数据处理系统；飞行器仿真模型系统包括质量模块、飞行环境模块、组合导航模块、时序控制模块、飞行器模型模块、控制系统模块、动力系统模块、气动环境模块和偏差仿真测试模块；质量模块由线性插值函数组成，模拟飞行器飞行过程中质量、质心和惯性矩的变化，时序控制模块提供仿真时间，经过质量模块的插值函数对质量进行插值，生成飞行过程中飞行器的质量，由得到的实时的质量经过对质心和惯性矩进行插值，得到实时的质心和惯性矩；生成的实时质量、质心和惯性矩再作为变量输入到飞行器模型模块和气动环境模块；飞行环境模块模拟大气中飞行高度下的引力加速度、大气动压、声速、大气密度参数、马赫数，供给仿真计算；组合导航模块作为连接控制系统模块和飞行器模型模块的中间模块，将飞行器模型模块输出的角速度、姿态角，经过模块中的陀螺仪和加速度计的数学模型解算，得到符合实际的角速度和姿态角，生成的参数又传递到控制系统模块；时序控制模块在仿真过程中，用来生成模型仿真时序，为其他各个模块提供精确的时间控制，同时根据弹道规划的要求生成弹道特征点，弹道特征点包括离轨点、起控点、转平点、变推力点、弃控点；生成的特征点作为变量输出给控制系统模块和动力系统模块；飞行器模型模块应用六自由度微分方程，采用四阶龙格库塔法以固定步长，对运动方程进行解算，得出飞行器的飞行状态，包括姿态角、航迹角、空间位置、飞行速度、姿态角速度以及飞行过载；在对六自由度微分方程进行解算时，将质量模块输出的质量和惯性矩参数，动力系统模块输出的推力参数和气动环境模块输出的气动参数作为参数输入到12个微分方程中进行解算，并经过坐标系转换到不同的坐标下的飞行状态；方程解算出的速度、高度作为飞行环境模块的参数输入，计算得出飞行参数，包括三轴角速度、三轴速度、马赫数、动压、攻角以及侧滑角，反馈到气动环境模块进行气动计算；控制系统模块依据三通道PID控制算法，用来对飞行器飞行过程中姿态和航迹进行控制，生成的舵机控制信号，经过舵系统模块，获得舵偏量，改变飞行器的飞行姿态和弹道飞行；飞行器模型模块输出的角速度、姿态角和位置作为变量参数通过组合导航模块中的陀螺仪和角速度计的数学方程解算，得到量测的角速度和姿态角，作为控制系统模块的输入参数，与实时解算期望弹道形成负反馈，进行三通道PID控制，解算出舵偏控制量，生成的舵偏量作为参数传递给气动环境模块进行气动系数解算，再通过舵机的数学模型方程和舵分配方程，形成最终的舵机角度参数；动力系统模块将质量模块输出的质量参数和惯性矩参数、飞行器模型模块的速度参数和角速度参数作为输入参数，通过动力系数方程解算得到动力系数；气动环境模块由插值函数组成，实现对气动力和气动力矩系数的插值拟合，为计算飞行过程中的气动力和气动力矩提供数值；偏差仿真测试模块用来模拟由于制导率偏差对飞行弹道造成的影响，偏差主要可分为推力偏心、发射角偏差、质量偏差、初始速度偏差以及质心偏差；综合控制台系统包括初始状态设置模块、环境设置模块、仿真控制模块、弹道设置模块、控制率设置模块、图形显示模块、状态监控模块、操作说明模块；初始状态设置模块设置为一键初始化或者单步初始化；一键初始化将预先定义好的初始化参数值保存在txt文档中，点击一键初始化按钮即动态地加载txt文档中的初始化值；单步初始化需要手动输入每个需要更改的变量，点击确认键进行变量值重载；参数是根据实际情况的需要进行调整，修改的参数值，映射到飞行器仿真模型系统；环境设置模块设置在仿真过程中出现的各种环境干扰，根据当地发射环境的要求，设置是否带有阵风影响，输入相应的偏差大小；仿真控制模块用于“开始”仿真、“停止”仿真，仿真时间可同步设定，配置到模型中的运行时间；弹道设置模块，用户通过该区设置巡航高度、巡航速度和巡航时间，然后通过内部关联的变量映射到程序内部，自动选择相应的方案弹道形式；控制率设置模块设置的参数包括俯仰通道、偏航通道、滚装通道的控制参数；图形显示模块在用户在仿真进行时，通过变量选择区来选择要显示的不同变量，还能够设置输入数据采集的速率；状态监控区显示程序在运行时的状态信息，包括仿真时间、仿真高度、开始/结束标志位；其中，仿真时间标志的是内部程序运行计算的时间，以仿真步长为单位；仿真高度实时跟踪内部的高度变量，与图形显示的高度值作对比参考；开始/结束标志作为仿真是否开始和结束的标志位；操作说明模块作为操作说明的帮助文档链接之用，该区域通过超链接的形式链接到操作说明帮助文档以便查看程序内部的变量定义和程序说明；数据处理系统对数据进行采集、存储、检索和传输，数据处理系统采用数据库和txt文本存储相结合的方式来对中间结果变量进行处理，在仿真过程中，将其他模块得到的中间结果保存到数据库中，并将需要显示的参数，输出综合控制台上的图形控件中。 |
