导弹飞行视景仿真中的碰撞检测算法

针对导弹飞行视景仿真中碰撞检测实时性与精确性的不足,提出了一种优化的混合包围盒碰撞检测算法.该算法在包围盒树的上层使用Sphere,下层使用OBB;将该算法在导弹飞行视景仿真系统中实现后,分别与相交矢量碰撞检测算法、OBB包围盒算法进行对比试验和分析.结果表明,这种混合包围盒算法能够有效地提高导弹飞行视景仿真中碰撞检测的实时性与精确性.     

机组告警信息地面实时监控系统设计

机组告警信息对于保障民机飞行安全有着至关重要的作用,为了保障民机试飞地面安全实时监控任务,需要开发一套系统能够在试飞过程中精确地给出机组告警信息.机组告警信息内容来源于机上多个子系统,重点研究了如何从遥测接收的PCM流中精确解析出告警信息以及地面实时系统各个模块间的通信及功能设计.采用了典型的C/S (Client/Server)结构来搭建系统,通过对告警信息进行分类判决和设计虚警抑制机制实现了机组告警信息的正确解析.经多个飞行起落验证,该系统运行稳健,告警信息与机上显示内容相符,可满足地面指挥和试飞工程师的监控需求.该系统为民机试飞任务的顺利进行提供了保障,值得后续民机型号借鉴.     

飞行控制系统辨识的神经网络方法研究与仿真

飞行控制系统作为一个高维、时变和非线性的复杂系统,通过进行辨识可更好地完成系统控制与监控.针对复杂的飞行控制系统,为提高识别精度,提出一种改进的混合共轭梯度算法对BP神经网络各层间的连接权值进行训练,并利用训练所得的网络对飞行控制系统进行在线辨识,将辨识结果与传统的BP网络结果进行比较分析.应用某飞机六自由度模型进行仿真运算,结果表明提出的算法有效地提高了网络的辨识性能,并很好地完成了对系统的辨识.     

基于粒子群的H_∞混合灵敏度在飞控系统中的应用

提出了一种基于粒子群优化算法的H∞混合灵敏度控制律设计方法。该方法采用粒子群优化算法来优化加权函数,用H∞混合灵敏度方法设计飞行控制系统鲁棒控制器,满足了系统时域和频域性能要求。以某型飞机横侧向运动为例进行仿真,结果表明,用该方法设计的飞行控制系统具有良好的鲁棒性能和稳态性能,而且具有很好的动态品质。     

下视景像匹配仿真系统中的数据生成

为了对下视景象匹配算法的性能进行评估,需要构建完善的下视景像匹配仿真系统.针对下视景像匹配仿真中的数据生成问题,全面考虑了实际下视景像匹配系统的数据生成原理及流程,引入了ICCD误差模型、雾景误差模型和姿态畸变模型等噪声和误差模型对实时图生成过程进行仿真.并模拟了实际系统工作时的航线及飞行姿态等相关数据的生成过程,考虑了飞行器实际航线及飞行姿态对各项生成数据的影响,最后提出了一种仿真程度较高的实时图序列及相关数据生成系统.     

基于Simulink和C++混合编程的测试系统建模技术研究

介绍了一种基于Simulink和C++混合编程技术的自动飞行控制系统测试系统建模技术及调试方法;基于Simulink搭建飞行仿真模型,通过RTW自动代码生成工具将各仿真模块分别生成嵌入式代码,并集成应用于C++软件设计环境中;通过对时钟的有效设定,实现了基于Windows系统的实时飞行仿真测试系统的设计,仿真软件的最小运算周期为2ms;该技术不仅可以满足自动飞行控制系统飞行仿真试验的实时性要求,并且在软件开放性、接口扩展性、板卡驱动的通用性以及软件设计功能多样性等方面占有较大优势;基于这个技术建立而成的仿真测试系统,某型自动飞行控制计算机已经成功的开展了多轮半物理仿真验证试验,并取得了良好的试验效果,从而为产品的试飞定型奠定了坚实的基础。     

航空无线信道衰落混合应用模型分析及仿真

根据飞机不同飞行状态分析了航空无线通信过程中的信道控制问题,针对控制飞机飞行状态,有停场、滑行、起飞、降落和飞行途中适用的信道模型,为了优化通信系统抗信道衰落性能,需要仿真上述模型.从各种衰落模型的相互关系分析,提出了一种航空无线衰落信道混合应用模型,通过实现瑞利衰落分布和对数正态分布,经线性和非线性变换可以得到Nak-agami和Suzuki等分布.对复合衰落模型进行了仿真,仿真结果符合理论值.证明混合衰落模型设计和仿真方法可以用于无线信道模拟器设计和通信系统仿真.     

基于Arena的应急预案优化结构设计与实现

针对应急飞行保障仿真研究中仿真模型与应急预案相互独立,不便于从模型中获取应急预案所需信息,进而直接对预案进行评估和优化的问题,提出了一种在仿真环境下,将仿真模型与应急预案集成的结构.在该结构下制定应急预案,可以直接调用模型运行中的有关数据,也可以直接通过利用仿真模型的优化结构实现应急预案的优化.提出应急预案的模块化功能结构划分并分析了各模块参数与Arena模型的映射关系,使用Arena仿真软件建立应急飞行保障资源调度模型,通过Arena调用VBA事件的过程,实现应急预案的模块化结构,并对应急预案的资源配置和调度进行优化.     

非匹配不确定性下连铸结晶器振动位移系统准滑模控制

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中同时存在的匹配建模误差和非匹配外界时变扰动不确定系统,提出一种基于干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案.首先,针对非匹配外界时变扰动不确定系统,采用一种改进的解耦干扰补偿器,保证估计误差有界收敛;其次,采用一种新型的混合趋近律,将幂次趋近律与等速趋近律相结合,减小滑模面趋近时间;再次,基于切换函数设计扩张状态观测器用于观测系统不确定项(包括干扰补偿器估计误差及系统的匹配不确定性),并构建趋近律参数与不确定项的定量关系,以降低抖振,提高系统的控制性能和鲁棒性;最后,通过理论分析证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性.仿真分析结果表明了所提出控制方案的有效性.     

民用飞机飞行仿真系统研究

飞行仿真系统为民机设计动态验证提供重要的支持,以正在研制的面向21世纪的先进的喷气式新支线飞机为背景,从民用飞机飞行仿真系统的构型、仿真模型的功能、仿真模块之间的通信、仿真模型的建立、仿真系统的实现等角度进行了剖析,研究成果已经在ARJ21飞机研制中得到成功的应用.     

基于案例和规则融合的民用客机故障诊断系统设计

目前很多工程应用中的飞机故障诊断方法,只考虑单一的基于案例或基于规则的诊断方法,故障诊断的效率有待提高。本文针对民用客机地面运营支持系统的特点和要求,将案例和规则融合的推理机制引入到飞机故障诊断系统的设计中。该方法采用规则推理为前导、案例推理后置补充的结合方式,最大化地利用飞机故障隔离手册知识和从维修记录中提取的案例知识,从而提高首次故障隔离效率、降低无效排故时间。以民用客机某系统的典型故障为例,阐述了该推理机制在故障诊断中的应用。通过历史飞行数据试验,验证了提出的基于案例与规则融合诊断方法的有效性,以此为基础设计的故障诊断方案可为航空公司构建更完善的专家系统提供参考。     

民用飞机结构健康监测系统的设计方法

结构健康监测技术是确定飞机结构完整性的革命性创新技术,其在减少飞机运营成本、提高飞行安全等方面具有非常突出的潜力和优势,将使民用飞机结构的维护策略发生变革：从定期计划维修向基于结构实时状态的视情维护转变。首先介绍了民用飞机结构健康监测技术国际研究现状及其国产民机应用SHM的必要性,论述了民机结构健康监测系统需要监测的金属结构和复合材料结构损伤、载荷、部位、损伤类型,以及理想SHM系统的要求。民机结构健康监测的主要参数包括载荷/环境谱、关键部位应变场、关键部位损伤三大类。给出了民用飞机结构健康监测系统设计方法,阐述了SHM主要监测参数及适用的传感器,介绍了民用飞机结构健康监测系统的总体架构设计和功能架构设计。     

近空间高超声速飞行器对控制科学的挑战

本文分别从6个方面讨论高超声速飞行器对控制科学带来的挑战：1）高超声速飞行器强耦合特征,解耦与耦合协调控制的区别与联系;2）高超声速飞行器异类多作动器的协调配合,以及冗余控制输入和一体化设计带来的控制科学问题;3）流体力学与控制的结合,面向控制的建模理论与方法;4）高超声速飞行器中相关的经典非线性、时变、优化与变分问题;5）高超声速飞行器控制过程中的飞行分段与问题分解;6）重视计算机的作用,有效结合计算机仿真解决工程问题．从高超声速飞行器实际需求出发提炼问题并加以解决,不仅对飞行器本身非常重要,而且会推动控制科学的发展．     

民机驾驶舱布局流程设计及应用

为减少民机驾驶舱设计迭代次数,提高设计质量和效率,提出了一种民机驾驶舱布局的设计流程。结合适航要求和人机工效分析方法,对飞行员眼位、人体尺寸、内部视界和外部视界、飞行员坐姿、座椅和脚蹬调节行程、中控台尺寸及其它关键部件位置进行了分析和研究。最后,应用提出的民机驾驶舱布局流程进行了公务机驾驶舱布局设计。结果表明,设计的民机驾驶舱布局流程能够快速实现预期设计目标,提高了设计效率,对民机驾驶舱设计具有指导意义。     

基于FlightGear的A-SMGCS场面活动三维仿真

针对A-SMGCS系统场面活动三维仿真问题,提出一种以开源模拟飞行器FlightGear为场景仿真平台,以实时ADS-B监视数据为驱动,以Linux为操作平台的机场场面活动三维仿真系统设计新方法。仿真系统按照实际机场模型进行机场布局设计,飞机、航站楼、塔台三维建模,地形数据生成,对真实机场环境进行了完整建模。由于ADS-B监视数据缺少飞机姿态信息,提出一种根据位置数据推算出姿态信息的新方法。首先把ADS-B监视数据进行航迹卡尔曼滤波,然后根据飞机前后两个位置的空间连线矢量计算飞行姿态。通过FlightGear多机网络数据接口导入飞机定位数据与姿态数据驱动飞机模型运动,实现了对飞机运动的六自由度仿真。仿真结果表明,该系统能逼真、准确再现真实机场飞机实时活动情况。由于完全基于开源软件设计,该系统低成本实现了对场面活动的实时三维仿真。     

Construction of characteristic sets for individually adapted pilot support in typical flight regimes

An approach to solution of problems of individually adapted support of actions of the pilot in typical flight regimes is developed. This approach can be recommended, in particular, in the course of preparation and re-preparation of air crew and for implementation of onboard expert systems of advanced aircrafts. The basis of the proposed approach is based on integral evaluation of control actions of the pilot formed based on indirect data and thus not requiring online registration of factors reflecting the current psychophysiological state of the pilot. In this case, data of the regular onboard measurement system of the aircraft are used for obtaining the mentioned integral evaluation. The method of implementation of this approach to evaluating control actions of the pilot based on the formation and parametric representation in the state space of the “aircraft-pilot” system of individual reachable set used further for creation of “Electronic passport of the pilot” is proposed. Algorithms for construction of such sets in the class of ellipsoids and cubes of confidence and their compact representation in the form of the individual probabilistic profile of the pilot are described. Results of simulation of the process of obtaining such sets, which prove the efficiency of the developed concept, are presented     

航空自组网漫游接入认证方案

当飞机节点漫游到外地空域通信时必须经过身份认证,而现有的认证方案无法同时满足认证的匿名性和高效率,因此针对航空自组网设计了一种基于身份的漫游接入认证方案.在本方案中飞机节点使用由认证服务器生成的部分私钥与用户生成的秘密值共同产生的签名私钥,与外地空域内的飞机节点进行身份认证.外地飞机节点使用的签名验证算法的验证结果是一个常量,在保证漫游接入认证安全性的同时实现了用户匿名性和不可跟踪性.而且本方案避免了复杂的双线性运算,提高了漫游接入认证的效率.分析表明,该方案同时具有安全性和效率上的优势.     

基于复杂参数的组态化显示监控系统

随着我国航天飞行器发射频率的不断提高,以及各类预先研究型号的增多,对飞行器的测试效率提出了更高的要求。传统测发控软件由于型号需求差异,人员安排等问题,软件的设计与实现手段不同,一套软件通常只能针对一个型号,需求一旦变更,需要花费大量的人力财力开发与维护软件,同时也对保障软件的可靠性带来难度。为克服现有技术的不足,对组态化设计进行研究,采用了通用化接口设计及显示终端界面加载与数据显示方法关键技术,提出了一种基于复杂参数组态化显控系统,达到一套软件应用于多个型号的通用化目标,极大降低了控件灵活扩展与集成的难度,实现飞行器复杂参数测试数据的实时监控与软件的复用,大大提高了开发效率。     

飞机结构虚拟试验与认证方法的发展趋势

飞机结构强度虚拟试验是飞机数字化设计/制造/验证流程中的重要一环,针对民用飞机结构的取证方法.文章简述了飞机结构强度虚拟试验的有关问题,包括结构虚拟试验方法与策略,结构虚拟试验与常规结构分析、结构试验的关系,以及近期结构虚拟试验技术的发展战略通过虚拟试验技术,可以强化结构取证的分析验证,减少研发阶段物理试验数量,同时,在飞机研制阶段.加速结构选型和验证速度,辅助结构强度验证试验,减少试验风险,缩短试验周期,降低飞机研制成本.     

基于多重分形特征的防空雷达目标分类方法

在介绍常规雷达飞机目标回波数学模型的基础上,利用多重分形测度分析手段,分析了常规雷达飞机目标回波的多重分形特性及其多重分形特征的提取方法,并从模式分类的角度,提出了利用多重分形特征对喷气式飞机、螺旋桨飞机和直升机等三类飞机目标进行分类的方法.实验表明,上述三类飞机的目标回波数据具有显著不同的多重分形特征,所定义的多重分形特征参数可以作为飞机目标分类和识别的有效特征,仿真实验验证了所提方法的有效性.