FLIGHTSIM 用户手册
2015.3
I
目 录
第一章 FLIGHTSIM 软件简介.................................................................................................................1
1.1 关于 FLIGHTSIM 软件....................................................................................................................... 1
1.2 FLIGHTSIM 安装与启动.................................................................................................................... 2
1.3 FLIGHTSIM 工作界面.........................................................................................................................2
1.4 本章小结......................................................................................................................................... 13
第二章 FLIGHTSIM 程序设计基础.......................................................................................................14
2.1 FLIGHTSIM 的变量...........................................................................................................................14
2.2 FLIGHTSIM 的运算符...................................................................................................................... 15
2.3 向量................................................................................................................................................. 19
2.4 数组................................................................................................................................................. 21
2.5 字符串............................................................................................................................................. 23
2.6 程序控制语句................................................................................................................................. 24
2.7 函数................................................................................................................................................. 27
2.8 程序设计工具................................................................................................................................. 27
2.9 本章小结......................................................................................................................................... 35
第三章 FLIGHTSIM 图形化建模与仿真...............................................................................................36
3.1 图形化建模概述............................................................................................................................. 36
3.2 仿真系统工具................................................................................................................................. 36
3.3 仿真模块......................................................................................................................................... 39
3.4 模型概述......................................................................................................................................... 41
3.5 常用模型......................................................................................................................................... 43
3.6 本章小结......................................................................................................................................... 54
第四章 FLIGHTSIM 程序接口与扩展...................................................................................................55
4.1 FLIGHTSIM 扩展概述...................................................................................................................... 55
4.2 自定义函数..................................................................................................................................... 55
4.3 常用函数......................................................................................................................................... 63
II
4.4 自定义模型..................................................................................................................................... 68
4.5 FLIGHTSIM 与 MATLAB 的接口...................................................................................................... 76
4.6 本章小结......................................................................................................................................... 78
第五章 气动建模工具................................................................................................................................. 79
5.1 坐标系............................................................................................................................................. 79
5.2 设计界面......................................................................................................................................... 81
5.3 气动模型属性................................................................................................................................. 82
5.4 数据结构......................................................................................................................................... 85
5.5 气动系数......................................................................................................................................... 86
5.6 气动数据......................................................................................................................................... 95
5.7 部段............................................................................................................................................... 101
5.8 气动数据....................................................................................................................................... 104
5.9 气动模型的计算........................................................................................................................... 106
5.10 本章小结....................................................................................................................................... 108
第六章 弹道计算原理............................................................................................................................... 109
6.1 常用坐标系................................................................................................................................... 109
6.2 符号表............................................................................................................................................110
6.3 弹道计算核心方程........................................................................................................................111
6.4 几何方程........................................................................................................................................114
6.5 附加方程........................................................................................................................................118
6.6 本章小结........................................................................................................................................118
第七章 弹道计算工具............................................................................................................................... 119
7.1 设计界面........................................................................................................................................119
7.2 参数列表........................................................................................................................................119
7.3 弹道建模....................................................................................................................................... 121
7.4 建模方式....................................................................................................................................... 123
7.5 学科............................................................................................................................................... 132
7.6 结果曲线....................................................................................................................................... 143
III
7.7 结果数据....................................................................................................................................... 144
7.8 生成报告....................................................................................................................................... 148
7.9 其它............................................................................................................................................... 152
7.10 专用函数....................................................................................................................................... 153
7.11 本章小结....................................................................................................................................... 154
第八章 弹道优化与设计........................................................................................................................... 155
8.1 优化算法....................................................................................................................................... 155
8.2 方程求解....................................................................................................................................... 157
8.3 本章小结....................................................................................................................................... 158
第九章 二维地图....................................................................................................................................... 159
9.1 二维地图....................................................................................................................................... 159
9.2 专用函数....................................................................................................................................... 162
9.3 算例............................................................................................................................................... 163
9.4 本章小结....................................................................................................................................... 164
1
第一章 FlightSim 软件简介
1.1 关于 FlightSim 软件
1.1.1 FlightSim
简介
在飞行器设计过程中,弹道专业是联系总体、气动、制导、控制等多个学科的桥梁和纽带,飞
行器的射程、精度、机动能力、突防能力等关键指标都需要弹道专业的参与。一方面,弹道设计是
飞行器设计过程中不可或缺的专业,另一方面,控制、制导、突防等子系统的设计也离不开弹道仿
真,弹道仿真将参与飞行器设计的多个方面。
当前的弹道设计和仿真主要采用两种方式:(1)利用编程语言编制程序进行弹道设计与仿真;
(2)利用 Simulink 可视化图形环境构建弹道仿真程序,结合 Matlab 其它工具箱进行弹道设计。第
一种方式提供了足够的灵活性,缺点是不仅需要编制弹道相关算法,而且需要编制积分、插值、优
化、矩阵运算等数学算法,另外,计算过程及结果的可视化也不易解决;第二种方式克服了第一种
方式的不足,但采用 Simulink 建模不利于处理工程上复杂弹道模型,且采用 Simulink 构建的模型移
植性较差。如果在利用编程语言构建弹道计算程序的同时,基于接口利用 Matlab 工具箱进行弹道设
计,这样做一方面要处理复杂的接口设计,弹道设计面临不同程序之间来回切换,另一方面,仍然
面临构建复杂弹道仿真模型的问题。
基于以上考虑,从 2004 年着手开发弹道设计与仿真的软件 FlightSim。进过十年左右的研发,
该软件已演变成针对弹道导弹、巡航导弹、空空导弹、地空导弹、运载火箭等多类飞行器,为其弹
道/航迹计算、飞行试验弹道/航迹优化设计、控制系统设计、制导系统仿真评估等任务提供专业解决
方案的集成仿真设计平台。
1.1.2 FlightSim 特点
FlightSim,基于工具和模型的科学计算平台,在底层解释语言和计算引擎的基础上,封装了专
业设计工具和计算模型,提供工具与模型之间的相互调用机制,为特定的设计仿真任务提供一体化
的解决方案。软件的主要特点包括:
扩展性强,不同专业的相关内容以工具和模型的形式建立在底层平台上,彼此之间采用了松耦
合方式设计,没有先后依赖性,相互之间的联系通过底层的多种机制实现。本质上,FlightSim 可以
封装任何可以用编程语言描述的学科。
专业性强,软件专门针对某一类具体问题进行工具的设计和模型的封装,针对性非常强,例如,
弹道计算、导弹控制器设计等问题。
灵活性强,软件提供了用于科学计算的语言自然,利用该语言,用户可以完成自定义模型构建、
图形化操作、矩阵运算、数值计算、仿真流程控制、符号化建模等多种任务,语言自然大大增加了
软件的灵活性。
快捷的建模过程,除了自然语言建模和图形化建模外,软件提供了符号建模方式。对于像弹道
评论5