混合种群RRT无人机航迹规划方法

快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)无人机航迹规划方法能够快速获得满足约束要求的可行航迹,但是无法获得接近最短航迹的较优航迹。针对航迹的最优性问题,提出了混合种群RRT无人机航迹规划方法。在基于环境势场的RRT算法的基础上,设计了一种种群优化方法,通过引入自优化种群和协同优化种群改善航迹段,使算法同时具有局部和全局寻优能力。在得到航迹节点的基础上,采用B样条曲线的平滑方法生成曲率连续的可跟踪航迹。仿真结果表明,所提算法能够综合考虑无人机航程代价和雷达威胁代价,快速地收敛得到接近最优且满足无人机动力学约束的可行航迹,在不同环境下也能有满意的收敛效率。

多元数据融合在无人机结构健康监测中的应用

结构健康监测是保证航空器持续安全运行的重要方式,正成为无人机平台研发和适航认证的一项关键技术.针对无人机结构动态监测中的多种不同传感器测量信息,实时提取结构加速度、应变响应信号和模态特征参数,构造归一化的小波包能量变化率指标、应变能变化率指标、模态频率变化率指标与混合损伤评价指标,用于指示结构健康状态.利用多层次数据融合技术进行数据级融合、特征融合以及基于Bayes概率神经网络的决策融合,建立结构损伤程度、位置信息与健康评价指标之间的对应关系,通过粗糙集约简显著降低了特征属性的空间维度,获得关于结构健康状况的一致性决策.通过某型号无人机的健康监测实例验证了上述数据融合技术在识别多种类型传感器输入、多位置损伤识别中的精度,表明多元数据融合在无人飞行器结构损伤识别中的有效性.

大型民用客机燃油系统的设计计算与仿真

大型民用客机燃油系统在保障飞机安全飞行方面扮演着极其重要的角色,因此有必要针对大型民用客机的燃油系统进行设计和计算研究,并建立相应的Simulink仿真模型.首先对大型民用客机燃油系统进行结构分析,其次基于管道流体知识提出了建模方法,接着进行了仿真与验证.

On Exploring Method and Software for Evaluating Effectiveness of Military Training Aircraft

The evaluation of training effectiveness （TE） of military training aircraft, though obviously very important, appears to have attracted much less attention than what it deserves in the open literature. This article aims to start from previous studies and explore further. First, TE of military training aircraft is discussed and our ideas for evaluating TE which are expressed mathematically are proposed. Then, using the presented mathematical models, software is developed that takes into consideration the influence of parameters of flight performance and quality on TE. The software＇s environment is Borland C＋＋ and it sets up the parameters of trainer, training standard databases and training documents; it can analyze and then give the operational cost and cost-effectiveness ratio of military trainer. Finally, the software is utilized to compare the TEs of HAWK and MB339 with that of Chinese Air Force TF-6. The results of comparison show that the TE of TF-6 is the lowest.

L_1 adaptive controller design for hypersonic formation flight

The design of an L_1 adaptive controller for hypersonic formation flight is presented. The traditional leader/wingman formation control problem is considered, with focused attention on dealing with the input disturbance and parametric variations, both of which are intrinsic properties of the system that result in undesired control performance. A proportional-derivative control scheme based on nonlinear dynamic inversion is implemented as the baseline controller, and an L_1 adaptive controller is augmented to the baseline controller to attenuate the effects of input disturbance and parametric variations. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed control scheme.

拟VGG16网络的航空传感器故障检测分类

参考计算机视觉等领域的研究与应用进展,提出了拟图智能化故障诊断概念;拟照VGG16图像分类网络,提出了一种航空传感器故障检测与分类方法。首先,基于仿真、实飞等手段建立了航空传感器故障飞行数据库;该数据库包含4型大型客机、通航飞机在5种飞行状态的飞行数据,并可有效模拟气动数据、惯性测量单元等传感器的故障。其次,提出将航空器气动数据、惯性测量单元等传感器的测量数据堆叠成灰度图像数据格式;该图像保留了传感器测量数据的时间、空间耦合特征,将传感器故障检测与分类转换成为图像上的异常区域检测与分类问题。再次,提出了一种数据增强方法,将堆叠形成的传感器测量数据图像的维度增强为VGG16图像分类网络输入维度,并基于预训练的VGG16图像分类网络,采用微调优化网络模型,最终得到了拟图智能化航空传感器故障检测与分类深度神经网络。在多个航空器数据集上的实验结果表明,网络的平均测试准确度可以达到97.6%。最后,参考计算机视觉领域的深度神经网络可解释性分析方法,基于类激活映射图(CAM)对本文发展的传感器故障检测与分类网络进行了分析,初步阐明了网络内部各层卷积核节点特征提取运算的机理,提升了该网络故障检测与分类性能的可信度。

空战格斗飞行机动数据库建立及应用

空战格斗任务面临环境高复杂性、博弈强对抗性、响应高实时性、信息不完整性、边界不确定性等多项挑战。为此,已建立人类飞行员空战格斗飞行机动数据库ACED(Air Combat Engagement Database),系统采集人类优秀飞行员空战格斗飞行机动数据。基于该数据库,首先分析了空战格斗飞行机动方程,提出应重点分析飞行员在空战任务中的滚转角及法向过载决策指令;研究确定了近距空战格斗任务中的人类飞行员飞行机动决策时间窗,并采用能量谱分析方法确定了飞行员在近距空战格斗飞行机动中的滚转角决策频率;针对采用航炮作为主武器的近距空战格斗任务,研究了近距空战格斗敌机轨迹预测算法。相关方法可有效预测航炮炮弹生命周期内的敌机未来轨迹,有力支撑了航炮自动火控算法的研发,助力在相关空战竞赛中取得优异成绩。本文系列应用示例验证了已建立的空战格斗飞行机动数据库的有效性。