直升机视景仿真及座舱仪表显示系统实现

以开发一套直升机飞行视景仿真系统为目的,提出了一种基于Multigen Creator和Vega软件的三维视景仿真系统解决方案.利用三维图形开发软件Creator对座舱仪表模型进行可视化建模,使用自由度设置(DOF)技术实现仪表指针的动态交互.将模型加载到Vega的环境中,在VC++环境下,基于MFC实现了仪表的驱动程序,给出了具体的实现方法,设计了座舱仪表仿真界面.最后在Vega场景中仿真直升机的飞行状态,直观形象地反映直升机的飞行特性.实际仿真显示,该视是景系统的仿真效果形象逼真,令人满意.     

基于功能模型的飞控系统安全性设计技术研究

为了确保飞控系统的安全可靠,提出一种基于功能模型的飞控系统安全性设计方法.首先,以需求为牵引,结合飞机的使用场景和性能,实现飞控系统的功能设计;然后,基于安全性设计理念,从系统功能的失效出发实现系统架构的余度设计,同时针对传统方法仅关注系统本身的故障组合分析,存在局限性、滞后性等问题,提出了基于网络化方法开展飞控系统故障推演的功能模型方法;最后,通过应用结果表明了本文所提方法的有效性和可行性.     

杂草入侵ABC算法及其在控制分配中的应用

针对广义逆在进行控制分配时存在分配效率较低的问题,提出了一种新的控制分配方法.首先,利用人工蜂群算法(ABC)对伪逆阵进行寻优,选择较大的转矩可达集体积,从而提高系统的分配效率;然后,采用杂草入侵算法中的子代空间扩散机制和繁殖机制,分别取代了ABC中盲目性的进化方式和轮盘赌式的选择策略,解决了该算法可能出现收敛速度降低和陷入局部最优等问题;最后,通过仿真验证了提出的控制分配方法能有效地解决多操纵面飞机的控制分配问题.     

基于卷积神经网络的激光雷达湍流预警

为实现湍流的自动化预警,提出了一种基于卷积神经网络的激光雷达湍流预警算法。首先,该方法将激光雷达获取的风速数据进行速度结构函数的构建;然后,拟合出涡流耗散率,进而将涡流耗散率构建为像素数据集。将数据集输入一种由两个卷积层、两个全连接层、一个softmax层、若干激活函数组成的卷积神经网络分类模型进行湍流识别;最后,采用学习率递减的方法来调整模型的参数对网络进行训练,网络收敛后,其损失度低至3%,通过对比实验表明网络的准确度可达到85%。运用中川机场2016年机组报告进行对比分析,结果表明:文中方法对大气湍流的预警命中率可达80%、误报率为13.3%、虚警率为6.7%,该方法与Hog-SVM分类方法相比,命中率显著提高,从而证明了该卷积网络模型在湍流预警中泛化能力强,提高了预警效率,能够为管制员和气象预报人员提供一种判断依据。     

地面空调送风工况下改舱客机热舒适性数值模拟

改舱客机通过减小座椅排距增加客舱座位数,为航空公司带来经济效益,但座椅排距的改变使原有的地面空调送风方式已不适用于改舱客机,容易导致客舱内的热舒适性不佳。针对此问题建立了改舱后的波音737客舱仿真模型,并通过实验舱验证了仿真模型的准确性。基于合理的改舱模型,模拟分析了客舱内的温度场、风速场,考虑到改舱导致的客舱内部流场分布不均匀的问题,提出以预测平均投票(Predicted Mean Vote,PMV)和吹风感指数(Draft Rate,DR)作为热舒适性评价指标,构建评价函数综合评价改舱后的热舒适性,求解得出满足热舒适性要求的改舱客机最佳送风速度。该方法为改舱客机的热舒适性控制提供参考。     

直升机自动过渡悬停系统方案设计

为了实现直升机自动过渡悬停功能,首先运用模糊建模方法建立全包线飞机特性的T-S模型;然后基于增稳控制系统,实现飞机姿态角的稳定;在此基础上引入“多普勒”地速与无线电高度信号,设计高度和速度控制器,使飞机实际输出跟踪指令信号;最后提出了两种合理的高度速度指令设计方案,使得飞机能快速平稳地悬停到预定高度.仿真结果表明,该设计方法有效可行.     

基于神经网络的惯性测量单元误差标定

针对惯性测鼍单元非线性误差的标定问题,为保证导航精度,设计了多层前向神经网络的补偿模型.神经网络算法具有良好逼近非线性函数的能力,适合于非线性系统的建模.采用BP神经网络为主要逼近手段,对惯性测量单元的非线性误差函数进行精确逼近,弥补了常规建模方法的不足.将算法应用到某型MEMS惯性测量单元的非线性误差建模中,进行了仿真验证.结果表明,BP神经网络对原始信号的逼近误差在工程应用允许范围内,较传统的的最小二乘法建模方法有了显著的提高,保证有效地解决某型MEMS惯性测量单元误差大的问题.     

基于相空间重构的PHM数据处理算法研究

采集数据的非线性特性极大地限制了故障预测与健康管理技术(PHM)在飞机自主保障能力中的应用,提出了一种基于相空间重构的数据处理方法;首先,对PHM技术进行了系统研究,并对数据处理进行了分析;然后,根据数据处理的特点,分别采用自相关法、复自相关法、FNN法和C-C法计算相关的延迟时间及嵌入维数;最后,通过仿真对比分析以上几种方法得到的延迟时间与嵌入维数;结果表明作为一种联合计算延迟时间和嵌入维数的数据处理方法,C-C法可以同时计算延迟时间τ为3和嵌入维数m为6。     

基于OMP算法的图像重构研究与FPGA实现

针对高分辨率的图像在采集过程中存在数据量较大的问题,提出了一种基于正交匹配追踪(OMP)算法的图像重构方法,设计了OMP算法的硬件结构,并在FPGA平台上进行了仿真验证;首先,研究了压缩感知算法的基本原理;然后,分别基于匹配追踪算法(MP)和正交匹配追踪算法实现了图像的重构;最后,通过仿真对比分析了这两种方法的图像重构结果,OMP算法误差在10~(-15)量级,明显优于MP算法的10~(3)误差量级,并且OMP算法的迭代收敛性也优于MP算法。     

基于ABC广义逆优化算法的重构控制研究

为了确保飞机在操纵面故障后的飞行安全,提出了一种结合人工蜂群算法和广义逆法各自优点的重构控制方法。首先,介绍了基于广义逆控制分配方法的基本原理;然后,针对广义逆法存在分配效率较低的问题,采用人工蜂群算法对加权矩阵参数进行寻优,选择较高的转矩可达集体积,以提高基于广义逆控制分配法的分配效率;接着,针对操纵面3种典型故障,推导出对应的重构分配器;最后,通过仿真验证了所提出的控制重构方法能有效地重构飞机操纵面故障。