小型飞行器综合测试系统方案设计

针对小型飞行器系统各部件在研制和生产中的测试要求,提出了小型飞行器综合测试系统的方案设计;方案设计中详细介绍了系统组成,并对方案中涉及的航空电子分系统、发动机分系统、无线电数据链分系统的测试内容及测试方法进行了分析说明;根据测试方法和测试内容,给出了综合测试系统的硬件设计原理和软件设计流程;运用该设计方案进行了综合测试设备发动机分系统测试的研制工作,并投入试运行,结果表明该方案设计合理可行,可推广应用于该领域或其它领域的测控系统的研制中。     

轴承腔两相流动流型特征参数及鲁棒性分析

航空发动机轴承腔的润滑设计和换热分析依赖于对轴承腔中润滑介质两相流动特性的理解,依据流型进行轴承腔油气两相介质流动研究是获取流动特性的有效途径。针对通过试验判断油气两相介质流动形式的需要,结合数值分析和试验数据,在辨识能力和试验获取等方面的考虑前提下,提出了辨识航空发动机轴承腔中均相流动与含油滴气/液分层流动两种主要油气两相流型的特征参数——体积含油率和无量纲速度,探讨了两个特征参数在较宽工况范围内保持流型辨识能力的鲁棒性。研究工作对于借助于试验判断油气两相流型,从而可以在严谨理论指导下基于流型进行航空发动机轴承腔润滑介质两相流动特性分析,实现准确高效的润滑设计和换热分析的设计路线实施是很有意义的工作。     

基于时域Neal-Smith准则的人机控制系统设计多目标优化研究

为了获得驾驶员和飞机良好的匹配特性,使用基于人机闭环参考模型的方法将飞行品质的要求引入优化算法,进行飞行控制系统设计。首先使用CAP准则建立飞机等效系统模型。然后,基于时域Neal-Smith准则,通过多目标优化算法一次性得到在不同任务条件下的最优驾驶员模型。根据需要选择相应的驾驶员模型,并与飞机等效系统模型组成人机闭环参考模型,进行飞行控制设计多目标优化。仿真结果显示,文中的算法不仅可以整定控制器参数,根据任务需求选取最优驾驶员模型,还可以利用优化结果进行PIO易感性的分析。     

基于回声状态网络的飞机混沌时间序列预测模型

准确检测飞机即将发生的故障或预测其状态的变化趋势,对于实现飞行安全具有重要意义。文章针对传统基于回声状态网络在故障预测中的不足,构建了基于小波降噪的回声状态网络预测模型。该模型保留了非线性时间序列回声状态网络预测的优势,并采取小波变换对混沌时间序列进行降噪预处理,有效提高了含噪混沌时间序列的预测精度。论文通过对某飞机发动机滑油散热器温度时间序列数据序列进行预测分析,表明文中模型具有较好的预测精度,验证了模型的有效性。     

一种新型多旋翼飞行器的建模与反演控制

针对目前多旋翼飞行器存在的不足之处,提出一种外形布局新颖、内部结构简洁、具有硬件冗余且易于工程实现的新型多旋翼飞行器,并提出一种反演控制策略.首先,给出了飞行器的运动学模型和动力学模型,随后,设计了飞行器的姿态和位置控制器.其中,姿态控制器设计中将一阶滤波器和线性跟踪微分器用于其中,以实现系统对控制指令的快速响应;位置控制器用于解算跟踪期望轨迹所需要的姿态角信息.最后,通过仿真验证实验,验证了本文所提控制策略的正确性.     

液压式阻拦系统的数学建模及仿真

为了确定舰载机着舰过程中的动态变化,对美国航母上MARK7 Mod1型液压式舰载机阻拦系统开展研究,建立的阻拦系统的数学模型.利用Matlab对所建立的阻拦系统模型进行仿真分析,论述了着舰过程中阻拦系统和舰载机的动态变化,分析了液压装置和定长冲跑控制装置的在着舰过程中的作用.结果表明:利用MARK7 Mod1型阻拦系统,航母上的舰载机在一定的速度范围内着舰降落,都能够在固定的甲板长度内平稳的拦停,实现舰载机的安全着舰.     

基于重叠参数区域的变体飞行器切换LPV控制

针对变体飞行器参数变化范围大,模型具有不确定性和非线性的问题,以后掠角为调参变量建立变体飞行器线性参数时变系统（LPV）模型.将时变参数范围划分为若干参数区域,利用权值系数和参数重叠区域的概念,通过求解线性矩阵不等式组构造一组LPV控制器.以变形量为决策变量设计切换策略,并针对Firebee纵向通道设计了切换LPV控制器.仿真结果表明,通过参数重叠区域构造的LPV模型之间能够平稳、快速切换,该方法使变体飞行器在变形过程中有较好的迎角抗扰能力.     

飞机载荷谱实测数据并行统计处理算法

针对飞机载荷谱数以万亿计的实测数据,为了提高统计处理运行效率,提出了飞机载荷谱实测数据处理的并行算法。本文对载荷谱实测数据处理模型进行了多级并行化分析,在此基础上论述了粗粒度、中粒度、细粒度级并行处理方式,建立了两种并行处理算法——基于机型数据流的粗粒度与中粒度并行数据处理算法和基于某起落数据流的中粒度与细粒度并行数据处理算法。在小规模对称多处理器(Symmetrical multi-processors,SMP)集群运算平台下进行比较测试表明,可大幅地提高载荷谱数据处理运行效率,在8核运算环境下,最高能获得5.82的加速比,为飞机载荷谱实测数据处理研究领域进行大规模科学计算和提高数据处理效率提供了新的技术途径。     

基于模糊逻辑的弹性飞机机动载荷主动控制

为减小多操纵面无尾飞翼飞机的机动载荷,建立了机动载荷控制问题的多变量优化问题数学模型,并采用分布估计算法进行求解,得到不同马赫数条件下各操纵面的控制分配系数.在此基础上,运用T-S模糊理论对控制分配系数进行模糊合成,得到了模糊控制分配系数,从而无需重新设计即可实现全包线范围内的鲁棒机动载荷控制.仿真实验结果表明,采用基于模糊逻辑的机动载荷控制方案可使机动飞行时翼根弯矩增量的峰值减小率高达80％以上.     

重大灾害条件下的航空应急救援效率研究

分析了当前航空应急救援效率低下的原因,提出了建立以民航管理体系为背景的三层应急救援体系,研究了该体系下的救援指挥点与灾区的救援航空器分配算法,以及实施航空救援的航线设计算法和航空器飞行算法,为重大灾害条件下的应急救援预案的建立奠定了核心基础.同时,提出并实现了基于高精度等高线地图的航空救援指挥辅助系统.该系统可为飞行员提供灾区的地理和气象信息,并结合Google Earth的飞行演示功能在预定的航线上进行模拟飞行;让飞行员熟悉整个航空救援过程,极大地提高了航空救援的效率和安全性.