基于虚拟传感器理论的飞机油量测量方法

飞机数字式燃油测量系统中,燃油量准确测量应获取各个油量传感器的信息,对如何计算剩余油量将影响油量测量的精度.针对油箱安装多个传感器的特点,根据虚拟传感器理论给出油量计算方法,将各个真实传感器的测量高度转化为油箱各截面几何形心拟合直线位置处的虚拟传感器折合高度.以虚拟传感器为基准,建立高度、油面角与燃油体积特性数据库,并采用三维插值方法计算油箱剩余燃油体积.理论分析与仿真计算表明:改进方法可减少传感器计算量,同时能有效避免传感器安装误差对测量精度的影响,测量精度满足工程设计要求,为测量准确性提供了参考.     

飞机油箱燃油量体积特性计算与油量测量仿真

飞机油箱体积特性数据库是油量测量计算的基础,直接影响油量测量的精度;针对目前将油箱模型离散化为有限规则单元,再进行叠加计算燃油体积方法存在的通用性差与精度低的不足,文章根据飞机油量传感器测量高度、飞行姿态以及三轴加速度信息,确定出油平面,并以此作为分割平面,通过CATIA二次开发实现油箱燃油体积特性数据库自动生成;根据特性数据库的特点与机载数据要求,采用后向试探法对数据库进行压缩与优化;模拟飞机油量测量过程,设计油量测量仿真软件,仿真结果表明;油量计算的相对误差小于1%,按所采用方法计算的数据库能达到工程要求。     

某型飞机机翼油箱输油仿真研究

研究飞机机翼油箱优化控制问题,燃油系统在飞机上是一个非常庞大而且复杂的系统,传统增压泵输油方案存在重量大、功率需求高的缺点.针对传统方法对燃油系统仿真研究建模复杂、耗时长的缺点,提出了利用油箱间增压压力差向消耗油箱输油的输油方案.利用流体仿真软件FLOWMASTER对燃油系统进行建模.对所建燃油系统模型进行仿真,结果表明,燃油系统各项性能指标能够满足系统需求,验证了所提方案的正确性,为改进和优化燃油系统设计提供了新思路和方法.     

飞机飞行状态下燃油惯性特性计算方法研究

大型飞机的燃油惯性特性对于飞机的设计及飞行安全有着重要的影响.针对现有大型飞机燃油惯性特性计算方法不能准确仿真实际耗油过程,计算结果与实际差异大等问题.为解决上述问题,通过研究飞机燃油系统内燃油的流动规律,构建了流动规律的窜油模型,并给出模型的燃油惯性特性计算方法.经理论分析及仿真计算表明,窜油模型更加真实地仿真了飞机耗油过程中燃油在油箱各腔体之间的流动情况,利用窜油模型进行燃油惯性特性计算,并可以准确预测燃油数量,能更好地满足工程需要.     

用神经建立飞机油箱余油量测量模型

论述了使用人工神经网络建立飞机油箱燃油余量测量模型的方法,首先论证了建立飞机油箱余测量神经网络模型的可行性,然后讨论了该神经网络模型的结构,参数选择及网络训练样本的猎取方法,最后针对一个具体的油箱方案列出了详细的仿真结果。     

基于计算机视觉的飞机燃油非接触式测量系统

为了实现飞机在任意飞行姿态下燃油量的测量,提出了一种新型的飞机燃油测量 系统。首先采用基于计算机视觉的非接触性液位感测技术,测得油箱中油位高度。然后采用 CAD 技术对油箱建模,实现了飞行姿态误差的修正。实现在油箱外对当前液面进行实时观测和 三维重建,无需对油箱内燃油通电,避免了传统测量方式的电磁干扰、电路磨损问题,提升了 燃油系统的安全性和可靠性。实时精确地测量剩余燃油量,对飞机的加输油控制、系统状态监 控、故障诊断隔离等功能具有重要意义。该油量测量方式与传统方式相比具有数字化、智能化 程度高、抗干扰能力强、可靠性高等优点。     

用神经网络建立飞机油箱余油量测量模型

论述了使用人工神经网络建立飞机油箱燃油余量测量模型的方法.首先论证了建立飞机油箱余油测量神经网络模型的可行性,然后讨论了该神经网络模型的结构,参数选择及网络训练样本的获取方法,最后针对一个具体的油箱方案列出了详细的仿真结果.     

超声波流量计在飞机燃油流量测试中的应用研究

燃油系统输油流量测试是飞机燃油系统地面模拟试验的一项重要内容;由于试验油箱内部的各管路与真实飞机油箱管路的布置是一致的,不适合在油箱内的狭小空间安装涡轮流量计,并且会破坏管路流阻特性;由于使用传统油箱油量标定的方法进行输油流量测量耗时耗力,所以需要采用一种新的技术或测量方法来完成油箱输油流量的测量;超声波流量计体积小,不会破坏输油管路流阻特性,防爆等级也符合试验要求;对超声波流量计在浸油状态下测试进行可行性分析,将超声波流量计在飞机燃油系统试验中实现创新性应用;通过试验证明了超声波流量计在飞机燃油流量测试中发挥了重要作用,并且首次将超声波流量计应用到飞机试验油箱内部输油管路的流量测试中,这对飞机其他系统的流量测试和飞机机上排故试验起到了重要作用。     

电容式油量测量系统的姿态误差分析

针对目前飞机上电容式油量传感器测量燃油时产生的姿态误差问题进行了研究,以飞机上的规则油箱为例,从理论上详细地分析了电容式油量测量系统的姿态误差,并绘制出其误差曲线,给出了减小姿态误差的方法,最后提出了在姿态误差最小的准则下确定传感器的最佳安装位置;文中提出的减小姿态误差的方法,不仅有利于提高燃油测量系统的可靠性和安全性,而且可以改善燃油测量系统的维修性,使燃油量测量技术跃上了一个新的台阶。     

基于自适应Backstepping的飞机重心变化稳定控制律设计

飞机重心变化会影响飞机气动力从而产生较强的扰动误差,可以采用自适应Backstepping控制方法消除这种扰动误差对飞行控制的影响。首先建立飞机重心位置和重量变化的非线性模型,然后设计自适应Backstepping控制律,对模型误差进行自适应估计,针对f16飞机纵向操纵力矩不是仿射非线性的形式,采用牛顿迭代法进行求解,最后进行正常情况下、重心突变和重心渐变情况下的仿真验证,仿真结果表明设计的自适应Backstepping控制律具有很好的动态和稳态性能。     

基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量技术

飞机燃油箱惰化系统属飞机燃油系统设计中重要的分系统，为了准确评估燃油箱惰化系统的功能与性能，需要根据飞机实际使用剖面和惰化系统设计特点确定适用的飞行测试方法。提出了一种基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量方法，用于飞行实时测量运输类飞机油箱内无油空间或惰化管路的气体氧浓度，并对飞行中的实际影响因素进行模拟分析。经过分析飞行实际环境影响因素、关键传感器匹配性以及原理样机的试验验证等工作，将燃油箱氧浓度机载测量技术转化为专用的飞机燃油箱氧浓度机载测量系统，并通过了飞行实测考验。试飞结果表明，该项技术能够实时准确测量运输类飞机各种状态下的燃油箱氧浓度，满足飞机燃油箱惰化系统的效能评估要求。     

舰载机前起落架突伸的动力学响应分析

为研究舰载机前轮拖拽弹射起飞技术,基于多体系统动力学理论,建立模拟舰载机前起落架突伸的4自由度多体动力学模型,推导出系统的动力学微分方程.利用该模型,用数值方法仿真舰载机前起落架的突伸运动,得出突伸过程中舰载机的重心位置、俯仰角和前起落架空气弹簧力等参数的动态响应特性.仿真结果可为舰载机及其起落架设计提供参考.     

飞机燃油系统计算机辅助油量计算研究

以飞机油箱满载状态下的油液实体为研究对象,用切割法计算油液体积.介绍了飞机在飞行状态下对应的坐标变换及产生的姿态误差.利用VB调用CATIA三维绘图软件自动计算切割后的体积和重心.最后,用Matlab对姿态误差进行了简单分析.     

作业型飞行机器人抓取后重心偏移的轨迹跟踪控制

作业型飞行机器人是指能够对环境施加主动影响的飞行机器人, 它通常由旋翼飞行器与机械臂组合而成. 本文针对作业型飞行机器人在动态飞行抓取后, 重心位置变化产生的系统控制难题, 设计了有效的跟踪控制策略. 首先, 在系统建模时引入重心偏移系统参数和重心偏移控制参数, 并考虑惯性张量不为常数, 提高了系统建模的精度. 然后, 在姿态解算时, 考虑重心偏移对系统性能的影响, 构建包含重心偏移系统参数的解算方法, 得到更高精度的期望翻滚角和期望俯仰角. 接着, 设计了基于滑模控制的重心偏移补偿位置控制器, 实现了有效的位置跟踪控制. 同时, 在姿态反演控制器的基础上, 加入自适应律估计重心偏移控制参数和变化的惯性张量, 再通过小脑神经网络逼近惯性张量的真实值, 提高姿态控制器的精度. 最后, 给出了所设计控制器的稳定性证明, 并在仿真环境下验证了所提出的方法的有效性和优越性.     

无地面基准的相对导航系统设计与仿真

在无地面基准的机群编队飞行JTIDS/INS组合导航系统中,采用新的相对坐标系建立方法克服了绝对位置偏差对相对导航定位精度的影响,同时在原有的TOA观测量的基础上增加了DOA观测量,采用UKF非线性滤波算法进行系统滤波器设计,进一步提高了相对定位精度,并设计了JTIDS/INS组合导航仿真软件平台.仿真结果表明,该方法在收敛速度和定位精度方面都有很好的性能.     

全方位机器人的重心位置预测与轨迹跟踪控制

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题, 本文提 出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法. 首先, 建立考虑重心偏移的动力 学模型并基于LSTM神经网络训练构建其对比模型; 其次, 基于模型对比法实时估计重心偏移参数, 再基于张神经 网络(ZNN)对估计的重心偏移参数进行预测以减小估计过程引起的滞后; 最后, 基于非线性动态反馈解耦法设计数 值加速度控制算法, 且基于离散系统极点配置法分析了系统的稳定性. 仿真结果验证了所提方法相对于数值加速 度控制器与自适应控制器因能在线预测重心偏移参数完成高精度动态解耦实现控制精度的提高. 实际实验中, 所 提控制算法相比数值加速度控制及模型预测控制, 其跟踪精度明显提高, 这表明所提控制算法可显著减小重心偏移 对跟踪控制精度的影响.     

基于CATIA/CAA的飞机燃油系统仿真软件研究

为提高飞机燃油系统管路设计效率,基于CAA二次开发技术以及CATIA管路模型几何与拓扑信息,开发具有3层架构的飞机燃油系统管路设计仿真软件. 该软件通过中间模型关联CAD和CAE软件,解决它们之间反复的数据传递和重复建模等问题;利用CATIA V5 Tubing Design工作台开发管流分析功能模块,实现飞机燃油系统管路建模时的在线流动分析.实例表明,该软件可提高燃油系统管路设计效率,具有实际应用价值.