01
飞行器动力学模型概述
什么是飞行器动力学模型 · 模型在仿真中的作用 · 实时仿真的基本概念
基础概念
02
坐标系与坐标变换
地心惯性坐标系 · 地心地固坐标系 · 机体坐标系 · 欧拉角与四元数 · 坐标变换矩阵
数学坐标
03
刚体运动学方程
位置运动学 · 姿态运动学 · 四元数微分方程 · 方向余弦矩阵微分方程
运动学姿态
04
刚体动力学方程
牛顿-欧拉方程 · 平动动力学 · 转动动力学 · 惯性张量与质量特性
动力学核心
05
空气动力学基础
大气模型 · 气动力与力矩 · 升力与阻力系数 · 侧力与力矩系数
气动环境
06
气动系数建模
气动导数概念 · 静态导数与动态导数 · 气动系数插值方法 · 气动数据库构建
建模数据
07
推进系统建模
推力模型 · 发动机动态响应 · 燃油消耗模型 · 螺旋桨与喷气发动机模型
推进动力
08
重力与引力模型
WGS84重力模型 · J2摄动模型 · 引力势函数 · 地球扁率影响
引力环境
09
大气环境模型
ISA标准大气 · 风场模型（常值风、阵风、风切变） · 大气密度与温度模型
大气扰动
10
飞行器质量特性建模
质量变化模型 · 质心位置变化 · 转动惯量变化 · 燃油消耗影响
质量时变
11
执行机构建模
舵机模型 · 作动器动态响应 · 限幅与速率限制 · 延迟模型
执行器控制
12
传感器建模
IMU模型 · GPS模型 · 大气数据系统模型 · 传感器噪声与偏差
传感器测量
13
飞控系统接口
控制指令输入 · 状态反馈输出 · PWM信号模拟 · 总线协议（ARINC429/1553）
接口通信
14
数值积分方法
欧拉法 · 四阶龙格-库塔法 · Adams-Bashforth法 · 定步长与变步长积分
数值积分
15
实时仿真框架
实时操作系统概念 · 任务调度 · 时间同步 · 硬实时与软实时
实时系统
16
仿真步长选择
步长对精度的影响 · 步长对稳定性的影响 · 多速率仿真 · 步长自适应策略
步长精度
17
模型离散化
连续模型到离散模型 · 零阶保持器 · 双线性变换 · 离散化误差分析
离散变换
18
仿真初始化
初始状态设置 · 初始条件一致性 · 配平计算 · 仿真启动流程
初始化配平
19
仿真数据记录
数据采集策略 · 存储格式（CSV/MAT） · 实时显示 · 事后回放
数据记录
20
仿真验证与确认
模型验证方法 · 仿真结果对比 · 误差分析 · 置信度评估
验证确认
21
硬件在环仿真（HIL）
HIL概念 · 实时机与硬件接口 · 信号调理 · 故障注入
HIL硬件
22
软件在环仿真（SIL）
SIL概念 · 代码生成 · 模型在环测试 · 回归测试
SIL软件
23
人在环仿真（MIL）
MIL概念 · 操纵杆/驾驶盘接口 · 视景系统 · 驾驶舱模拟
MIL人机
24
分布式仿真架构
共享内存通信 · 网络通信（UDP/TCP） · 时间同步机制 · 数据分发服务
分布式架构
25
仿真性能优化
计算负载分析 · 代码优化技巧 · 并行计算 · GPU加速
性能优化
26
故障建模与仿真
传感器故障 · 执行器故障 · 结构故障 · 故障注入方法
故障安全
27
飞行器配平与线性化
配平计算原理 · 数值配平方法 · 小扰动线性化 · 状态空间模型
配平线性化
28
仿真案例：固定翼飞行器
固定翼六自由度模型搭建 · 典型飞行任务仿真 · 结果分析
案例固定翼
29
仿真案例：旋翼飞行器
旋翼动力学模型 · 悬停与前飞仿真 · 控制律验证
案例旋翼
30
仿真案例：高超声速飞行器
高超声速气动模型 · 热效应建模 · 轨迹仿真
案例高超声速