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四元数在弹射座椅性能仿真中的应用

封文春 林贵平

封文春, 林贵平. 四元数在弹射座椅性能仿真中的应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(08): 881-884.
引用本文: 封文春, 林贵平. 四元数在弹射座椅性能仿真中的应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(08): 881-884.
Feng Wenchun, Lin Guiping. Application of quaternion in ejection seat performance simulation[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 32(08): 881-884. (in Chinese)
Citation: Feng Wenchun, Lin Guiping. Application of quaternion in ejection seat performance simulation[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 32(08): 881-884. (in Chinese)

四元数在弹射座椅性能仿真中的应用

详细信息
    作者简介:

    封文春(1972-),男,河南南阳人,博士生, chunfeng@ase.buaa.edu.cn.

  • 中图分类号: V 244.21+2

Application of quaternion in ejection seat performance simulation

  • 摘要: 针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.通过四元数到欧拉角的转换,给出了仿真中四元数的积分初值计算公式;分析了弹射仿真中姿态角的跳跃和间断问题.以某型号座椅为例进行了仿真计算,通过对比仿真结果和试验数据,确认了仿真的有效性;与采用单一四元数法的仿真结果进行对比表明,该方法充分结合了四元数与欧拉角速率方程的优点,有效解决了欧拉角速率方程的奇异性和弹射仿真中全姿态角的实现.

     

  • [1] 袁子怀,钱杏芳.有控飞行力学与计算机仿真[M].北京:国防工业出版社,2001 Yuan Zihuai,Qian Xingfang. Conrtol flight mechanics and computer simulation .Beijing:National Defence Press,2001(in Chinese) [2] 许配珍,董长虹.四元数在战斗机飞行仿真中的应用[J].北京航空航天大学学报,1997,23(4):487-491 Xu Peizhen,Dong Changhong. Application of quaternion in fighter aircraft flight simulation[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,1997,23(4):487-491(in Chinese) [3] 张帆, 曹喜滨,邹经湘.一种新的全角度四元数与欧拉角的转换算法[J].南京理工大学学报,2002,26(4):376-380 Zhang Fan,Cao Xibin,Zou Jingxiang. A new large-scale transformation algorithm of quaternion to Euler angle[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology,2002,26(4):376-380(in Chinese) [4] Huang Xueqiao. A dual-Euler method for solving all-attitude angles of the aircraft .AIAA Paper 1993-3589,1993 [5] Shin S,Yoon S. A comparison of real-time solutions to all-attitude angles of an aircraft .AIAA Paper 1997-3731,1997 [6] 《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册第15册[M].北京:航空工业出版社,1999 Compile Committee of Airplane Design Manual. Airplane design manual:No.15[M].Beijing:China Aviation Press,1999(in Chinese) [7] 7210任务办公室.航空气动力手册第1册[M].北京:国防工业出版社,1975 Office of 7210 Duty. Aerodynamics manual:No.1[M].Beijing:National Defence Press,1975(in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-09-30
  • 网络出版日期:  2006-08-31

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