以飞行成本最优为目的的大型飞机的性能优化

以飞行成本最优为目标，对不同时间成本指数下飞机的最优飞行轨迹进行仿真比较。结果表明，不同的时间成本指数对最优飞行轨迹的飞行参数有不同的影响，可以通过控制时间成本的方式进行轨迹优化以得到客户期望飞行参数的飞行轨迹。     

基于能量控制的长航时飞机轨迹优化设计及仿真

应用能量控制的方法研究了长航时节油飞行的最优控制问题.构建了基于能量状态的质点运动模型,简化了传统运动模型的维数.利用变分法,提出了基于能量控制的性能指标,推导出飞机纵向飞行过程(爬升、巡航和下降)的优化方程,得到整个飞行过程的全局最优解,给出了一种适用的算法,并利用MATLAB编写了优化程序.仿真结果表明,该方法可以节省燃油、延长巡航时间、增大航程,完成更多的任务.     

战斗机纵向战术机动飞行控制系统设计与仿真

文中以某型飞机为研究对象,对该机在战术机动飞行中的纵向机动动作进行了仿真.由于飞机的气动参数随着飞行高度的不同而不断变化,因此控制器参数也应该做相应的调整.为了获得不同飞行高度下的飞机的气动参数与控制器参数,仿真中对以上两组参数进行了拟合.仿真结果表明采用文中提出的设计方案,所设计的飞行控制系统能够完成要求的机动飞行动作并且具有优良的跟踪性能.     

基于飞参数据的发动机小偏差辨识模型

文中基于某型优势发动机的大量飞参数据,选取线性小偏差状态变量模型,采用线性辨识方法,首先得到某飞行包线区域质心点处的某状态下模型参数,然后应用飞行包线的划分方法和相关结论,将算法推广到全飞行区域.计算模型的输出与实际飞参数据的比较结果表明,建模步骤正确有效,且线性模型满足-定的精度要求.     

飞行试验数据与实时仿真的一体化

飞行仿真的作用在现代飞机系统研制中日趋重要。按照惯例对于战斗机来说,飞行仿真只在某些子系统(飞行控制、航空电子设备)的设计阶段中被利用。当前的发展趋势表明,未来的仿真系统可以在飞机的完善设计、市场销售、训练以及战术部署计划等方面大显身手。根据仿真协会的附加专项任务验收条例,要求飞行仿真具有一定的逼真度,即要求仿真器在执行同类任务时能够同真实飞行器一样作出响应,从而将飞机的研制和部署经费减至最低,并降低有关的飞行试验项目的风险性。作为对这些提高仿真逼真度要求的响应,诺斯罗普公司采用了一种能将飞行试验与仿真一体化的方法来增强仿真精度。采用这种方法可对飞行试验和仿真数据自动进行比较,如果许可的话,它还可以识别出为提高飞机仿真的代表而变更的特定参数。这种方法表明诺斯罗普公司已具备了有效地将飞行试验结果集成到实时仿真系统中的验证和提高仿真飞机性能的能力。     

基于主元特征提取的SOFM网络实现飞行数据智能处理

为挖掘飞行参数中系统状态信息,用主元特征提取方法按判读需要降低参数的维数,对每帧数据按隶属度获得特征向量后输入SOFM网络,利用该网络的自组织分类功能进行系统状态的有效识别.最后对某型发动机工作状态进行识别,结果证明方法准确、可靠.     

X 型遥控模拟飞机三维飞行仿真系统

为提高训练效果,基于计算机可视化仿真技术,利用可视化程序开发工具软件VB6.0及应用程序编程接口DirectX,建立具有人机交互功能的X型遥控模拟飞机三维飞行仿真系统。三维飞行仿真系统的实现步骤包括3D模型的导入、X文件的载入、飞行运动仿真的实现和人机交互功能的实现。系统运行结果表明,该系统可以逼真模拟X型遥控模拟飞机的飞行操控动作,提高X型遥控模拟飞机操纵手的飞行操控训练水平。     

小样本时间序列分析在遭遇段处理中的应用

针对光电经纬仪对弹靶遭遇段测量时目标与视场产生的相对移动导致测量精度下降的问题,提出一种将小样本时间序列数据处理方法应用到遭遇段处理中的方法。通过将小样本测量数据进行预处理,剔除明显有误差的值,对剔除的数据进行重构,利用时间序列建模,采用逆序检验法检验所构建的时间序列的平稳性,并按照试验场景进行仿真计算。仿真结果证明：该方法使得计算最近距离等重要遭遇段参数误差小于 0.5 m,其精度满足试验要求,验证了该方法的可行性。     

小样本时间序列分析在遭遇段处理中的应用

针对光电经纬仪对弹靶遭遇段测量时目标与视场产生的相对移动导致测量精度下降的问题,提出一种将小样本时间序列数据处理方法应用到遭遇段处理中的方法。通过将小样本测量数据进行预处理,剔除明显有误差的值,对剔除的数据进行重构,利用时间序列建模,采用逆序检验法检验所构建的时间序列的平稳性,并按照试验场景进行仿真计算。仿真结果证明：该方法使得计算最近距离等重要遭遇段参数误差小于0.5 m,其精度满足试验要求,验证了该方法的可行性。     

基于随机森林的HRGV滑翔段飞行状态识别

针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(Hypersonic Reentry-Glide Vehicle,HRGV)滑翔段飞行状态识别问题,提出了一种基于随机森林的识别方法。首先将目标的飞行状态分为6类,通过运动方程生成具有代表性的飞行数据;其次分析了目标运动特性,利用运动参数构造特征属性并对其进行处理和筛选,得到最终样本数据。为实现雷达跟踪轨迹的飞行状态识别,将雷达跟踪数据进行平滑处理,经坐标变换后得到运动参数估计结果,并用训练好的分类器识别目标的飞行状态。试验结果表明,所设计的随机森林分类器识别精度较高,但当运动参数的估计存在误差时,识别精度会有一定程度的下降。     

基于转动矩阵法的火箭上面级机动程序角设计

提出一种运载火箭上面级机动程序角设计方法。采用多个参考坐标系之间的转换关系,计算转动矩阵,最终求解出上面级的飞行程序角。经过数值仿真,验证了本方法的可行性。火箭上面级作为基础级火箭和卫星等有效载荷之间的纽带可以采用此方法进行轨道设计以满足不同有效载荷对轨道参数的要求。     

一种倾转四旋翼无人机及其过渡段姿态控制

为解决常规四旋翼无人机前飞速度慢、续航时间短、固定翼飞行器无法垂直起降和悬停的不足,设计一种小型倾转四旋翼QTR(quad tilt-rotor)无人机.建立QTR无人机的动力学模型,针对该无人机的过渡段姿态控制特点设计基于鲁棒伺服 LQR 控制理论的姿态控制器,针对 QTR 由垂直模式切换水平模式的过渡阶段设计控制策略,并通过仿真实验,对比传统控制方法进行验证.仿真结果表明:该无人机既兼顾传统四旋翼无人机的飞行功能,又能像固定翼飞行器一样进行长距离快速飞行.     

低能耗临近空间飞行器的力学分析与配平

对一种利用高空风的风速差控制飞行轨迹的新型低能耗临近空间飞行器，进行了力学分析与配平计算。分析了这种临近空间飞行器的飞行原理，设定了飞行器参数。针对这种飞行器的各组成部分的力学特性不同和与周围空气相对速度差别大的特性，对各组成部分分别进行了受力分析，建立了力学平衡方程组，其中在三维空间里用分段分析的方法对缆绳进行了分析。利用迭代运算的方法，对各组件方程组的集合进行了联立配平计算，绘出了缆绳的空间分布图。计算结果表明，该飞行器利用平流层风速的差异，可以达到轨迹控制的目的，从而极大地节省了能量。     

HHT方法在遥测振动信号检测中的应用研究

介绍了HHT的基本原理、特点、存在问题及解决手段,应用该法对仿真振动信号和遥测振动信号进行了处理分析,结果表明其能够有效地对非线性、非平稳振动信号进行分解,且具有自适应性,在时域和频域内具有较好的分辨能力,分解出的分量具有较为清晰的物理意义,由于其表示结果的多样性,可以对单个分量做进一步精确分析,能够检测出信号的突变,并能定位突变的时间点,为飞行器飞行状态判定、优化方案设计以及故障检测提供重要依据。     

飞行参数的神经网络估计方法

用所获得的飞行数据训练前馈神经网络，可直接估计飞机的飞行参数．对于飞机的短周期运动方程，网络的输入变量是飞机的仰角、俯仰角速度和舵面偏转角，输出变量是气动力和力矩系数．训练过程中，时间点的输入由输入节点表示，相应时刻的输出在输出节点上获得．获得的值与对应的期望值对比，误差使用反传学习算法传回网络，用以更新连接权值．模拟飞行数据仿真证明，该方法有效并具有较好的鲁棒性．     

基于蚁群算法的舰载机避障路线分析

为了使舰载机编队在突破飞行过程中保持最大的生存概率,针对具有不同威胁程度的威胁体的舰载机避障路径规划问题,提出了一种不同于V图的初始路径构图方法,通过蚁群算法得到了模型中舰载机遭遇各威胁体的避障方式,以及相同威胁度与不同威胁度情况下的避障路线,并进行仿真验证.仿真结果表明:该方法给出最优的避障路线能有效解决V图只能对相同威胁体进行规划的难题,在威胁度与距离2个问题上取得平衡,可进一步推广应用于不同威胁体的多机协同路径规划,为舰载机飞行中过程中的路径规划问题提供了理论依据.     

基于惯组实测数据的外挂导弹着陆冲击条件拟合方法

针对飞机外挂导弹上设备的着陆冲击环境设计问题,提出了基于惯组实测数据的外挂导弹着陆冲击条件拟合方法.给出了拟合方法的流程图,建立了飞机着陆的简化模型,研究其着陆过程动态响应时域曲线,选择标准时域冲击波形作为设计对象;通过遍历方法形成不同参数的标准冲击波形,将其频域分析结果与实测数据的频域分析结果进行对比,辨识出最终时域波形的设计参数;本方法可简单有效地辨识出时域冲击波形条件,作为工程设计参考.     

飞机飞行数据实时传输系统

针对现有飞机飞行状态监视手段单一、信息不丰富等问题,提出一种飞机飞行数据实时传输系统。在超短波频段上,基于TDMA技术,实现了多架飞机飞行数据的组网传输。构建了机载飞行数据传输设备及天线、地面网路控制与接收基站及天线组成的飞机飞行数据实时传输系统,并在某型飞机上进行改装,实现了飞行数据的实时传输。飞行检验结果表明：该系统设计正确、性能优良,为进一步拓展飞行数据的应用范围、辅助开展飞行指挥奠定了基础。     

基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制

为实现无人机在大范围内稳定、精确地跟踪三维参考航路,基于制导与控制回路独立设计的思路,提出了一种无人机三维航路跟踪制导控制方法。在制导外环,引入沿参考航路飞行的虚拟无人机作为向导并利用反步法设计三维航路跟踪的非线性制导律;在控制内环,以非线性动态逆理论和奇异摄动理论为基础,设计由机动指令生成器、角度转换器、慢回路姿态控制器和快回路角速度控制器所组成的飞行控制模块,对制导外环给出的制导指令进行快速精确地跟踪。基于Lyapunov稳定性理论证明了无人机航路跟踪制导控制方法的稳定性。通过对比分析无人机6自由度模型下的三维航路跟踪仿真,说明所提出的制导控制方法能够使得无人机精确地跟踪参考航路,从而验证了该方法的有效性、合理性。     

边界层转捩飞行测量方法及实现

针对高超声速边界层转捩飞行试验研究的需要,通过一体化的变厚度薄壁测温和热流辨识方法,利用测量薄壁内壁温度辨识表面热流可实现飞行器表面转捩位置的测量。考虑到飞行器高速飞行过程中表面气动加热和振动环境要求,对测量结构和机体结构开展了一体化模块设计,提高了测量结构的整体承载抗热振能力;利用热振联合地面试验系统,在飞行状态地面模拟条件下,对测热部件进行了热振联合试验考核,验证了测量结构的安全性和可靠性。地面热振联合试验和飞行试验结果表明,该型转捩测量结构可承受飞行条件气动加热和振动环境,能迅速地响应和准确地反映气动加热环境热流的变化,可准确捕捉飞行条件下高超声速边界层转捩现象。获取的热流转捩测量数据,可为高超声速转捩预测计算模型提供校准数据。