基于AIXM数据集和改进A^(*)算法的直升机路径规划

针对AIXM数据集(aeronautical information exchange model dataset)在通航应用研究缺乏,以及经典A^(*)算法在直升机路径规划问题中转弯节点多等问题,提出了一种基于AIXM数据集的改进A^(*)算法直升机路径规划方法。首先,分析了AIXM数据集的时空属性,设计了基于时空属性搜索的AIXM障碍物数据查询方法,为进行直升机路径规划奠定了数据环境基础;然后结合直升机性能限制构建了碰撞判断包围盒,基于碰撞包围盒改进经典A^(*)算法,利用AIXM数据障碍物数据与航线数据,提出了一种直升机路径规划方法;通过python与Luaid AIXM 5 Viewer对该方法进行了仿真实验表明,所提方法规划的直升机路径转弯节点少,降低了直升机转弯的频率,规划路径短且符合路径与障碍物之间的安全距离要求。本文研究是将AIXM数据集利用于通航航空情报服务的创新尝试。

基于正余弦旋转变压器的襟缝翼角位移传感器信号处理技术研究

大型飞机襟缝翼角位移传感器的交流信号在经过长距离传输后产生电压幅值升高的现象,导致角度测量超差的问题。本文提出了采用正余弦传感器利用信号解调技术解决该问题的方法,论述了正余弦传感器和AD2S1210解调芯片的解调原理,设计了正余弦传感器的监控方法、AD2S1210的外围接口电路及FPGA的配置和时序控制方法。该设计方案已应用于某大型飞机的襟缝翼控制器计算机,良好的试验测试结果证明了该方法可以解决传感器交流信号长距离传输带来的测量超差问题。该研究可以应用于大型飞机的角度及线位移测量领域,对于提升大型飞机传感器的测量精度具有重要意义。同时,针对AD2S1210解调芯片供应链的不稳定性设计了国产化的旋转变压器传感器的激励电路原理,正弦、余弦输入信号的解调及监控方法原理作为备用方案。

舰载机着舰侧回路混合H_∞/H_2模型参考LPV控制

针对舰载机对中着舰过程中,滚转速率与侧滑角运动之间存在固有耦合的问题,特别是在低攻角的情况下,这种耦合导致滚转速率与侧滑角符号方向相反,并有较大侧滑,严重降低了飞机的飞行品质,分散了飞行员对中着舰操控过程的精力.推导出了一类具有参考模型H∞/H2LFT(linear fractional transformation)的控制方法来解决这类耦合的侧向控制问题,H2控制不仅可抑制噪声干扰,还可降低通道间的耦合,实现着舰过程的解耦控制,使飞机的操纵响应满足参考模型的期望飞行品质,减少飞行员的工作负荷.对于着舰过程中由攻角变化而产生模型的大范围变化情况,采用线性变参数方法可解决这类具有模型不确性的参数依赖时变系统的精确控制问题.此外文中采用多Lyapunov函数的切换控制,进一步提高了闭环系统的整体性能.

驾驶员神经网络模型与频域拟线性模型的比较研究

针对在双通道人—机控制系统中,由于驾驶员在各通道间的注意力分配,造成操纵行为具有明显的非线性这一特性,提出了用神经网络模型进行驾驶员行为描述的新方法。通过在飞行模拟器上进行双通道控制的人—机闭环仿真实验,分别对驾驶员的神经网络模型和频域拟线性模型进行识别,并对两种模型的识别结果进行了精度分析和仿真验证。结果表明神经网络模型在更宽的频带范围内具有良好的精度,而频域拟线性模型只在低频范围内精度好,其频带范围相对较窄。这说明神经网络模型在描述驾驶员非线性行为特征方面优于传统的频域拟线性模型。

运输机机械操纵系统动力学建模与性能验证

为提高大型运输机长跨度软式操纵系统(MMFCS)设计时的操纵性能,而得到优化的机械飞行操纵系统,采用软式操纵回路等效刚度的计算方法,引入钢索等效弹性模量的计算公式,得到软式操纵回路的等效刚度计算新方法.用多自由度刚体动力学的方法研究了整个软式操纵系统的建模问题,在一个软件平台上建立了整个操纵系统动力学模型,为操纵系统性能的综合性能仿真和品质评定提供了一种新思路.通过数字仿真结果与机械操纵系统物理实验报告的比较,证明了操纵系统回路刚度计算以及系统操纵性能仿真具有工程设计的参考意义,验证了该方法的有效性.

基于力矩补偿与分配的的多操纵面飞机飞行控制设计

针对多操纵面飞机舵面冗余和强非线性气动特征,提出了一种基于力矩补偿与分配的非线性飞行控制系统设计方法,采用指令-力矩-舵面的间接形式,外环采用模型跟踪方法生成满足飞行品质要求的力矩指令,内环采用力矩补偿结合控制分配的设计方法,控制各舵面实现期望控制力矩.以革新性操作效率器(ICE)飞机为对象进行了仿真验证,结果表明力矩补偿与分配系统可实现准确的力矩跟踪,系统对参数的变化有较强适应能力,所设计的飞行控制系统能够依据参考模型对控制指令进行跟踪,各控制通道间耦合被有效抑制.

舰载机复飞决策方法仿真研究

在舰载机着舰复飞过程安全性问题的研究中,由于舰载机是在复杂的环境下着舰,会偏离理想下滑轨迹。为保证着舰的安全性,提出了一种安全飞行区域和安全复飞区域相对位置关系的复飞决策方法以提高复飞安全性。建立驾驶员-舰载机系统模型,在定义安全飞行准则的基础上,依据尾钩落点分布和舰尾净高指标,采用仿真手段确定纵向回路安全飞行区域;分析不同距舰距离复飞风险特异性,定义甲板净高和海面净高的概念,制定多因素综合安全复飞区域。明确上述两区域相对位置关系,建立着舰指挥官复飞辅助决策系统。仿真结果表明,提出的复飞决策方法切实可行,设计的复飞决策系统实用可靠,为舰载机着舰安全性的提高奠定了理论基础。

电传控制系统余度配置管理设计技术的应用

本文介绍了数字电传控制系统的余度管理与安全措施管理,分析了飞机数字电传控制系统余度结构配置、系统监控面设置、输入信号余度管理、监控表决算法、输入信号故障安全处理,针对电传控制系统出现的故障,结合系统设置的余度及安全措施进行了分析、判断、处理。

飞机舵面液压助力器及舵面系统建模与性能仿真

以某型飞机飞行操纵系统典型液压助力器为研究对象,建立了液压助力器及舵面系统仿真分析模型。综合考虑油液刚度、结构刚度、摩擦、泄漏等非线性因素对系统的影响,推导出包含负载、活塞、缸体和阀芯动态的系统模型。针对助力器及舵面系统稳定性和静动态特性展开分析研究,阐述了关键参数对系统性能和稳定性的影响。仿真结果表明,该系统稳定性良好,响应迅速,具有良好的静动态性能。

某型歼击机副翼人力操纵可行性分析

为消除飞行人员对副翼人力操纵的疑虑 ,在建立副翼人力操纵可行性分析模型的基础上 ,应用飞行力学的基本原理 ,对某型歼击机因液压系统正常供压部分失效 ,副翼助力器转换为人力操纵后所需的压杆力进行了定量分析计算。结果表明 ,在应急情况下 ,只要处理得当 。

电传飞控计算机子系统BIT设计研究

飞控计算机子系统是飞行控制系统的计算和控制核心,影响着飞行安全。采用BIT进行故障检测和定位可以显著提高飞控系统安全性。现阶段的BIT设计研究中,系统级偏向于顶层功能要求的论述,计算设备的BIT研究偏重于通用计算机的软硬件论述,飞控系统向计算机子系统的需求传递和可追溯性不强,也缺乏基于系统工程的飞控计算机子系统BIT设计流程研究。通过对飞控计算机子系统架构的分析得出其通用的组成模块。以此为基础开展BIT设计研究,分析了BIT的分类及特点,提出了BIT设计的通用需求,设计了基于系统工程的飞控计算机子系统BIT设计流程,重点从飞控系统功能需求出发详细论述了飞控计算机子系统BIT的初始化、工作模态转换、测试项目、执行时序及与飞控系统功能高关联度的BIT项目测试的设计方法原理,分析了故障预测及健康管理的设计方法和减少虚警的措施。采用该设计流程和详细设计原理方法的飞控计算机子系统BIT设计通过了地面综合试验的验证。

飞行员着舰纵向控制研究

为了对飞行员准确着舰操控特性进行深入研究,在F/A-18A纵向着舰飞机模型的基础上,运用经典飞行员建模理论建立了跟踪飞行状态下的飞行员着舰纵向控制模型,对操纵系统的跟踪能力进行了验证。运用MATLAB/Simulink仿真程序研究了飞行员的着舰纵向控制规律,着重研究了在舰尾流干扰和航母运动情况下的飞行员操控特性,总结了在扰动下的控制规律。仿真结果显示设计的控制系统有良好的跟踪控制能力,可以有效的抑制舰尾气流影响,抗干扰能力强,满足安全着舰要求。

一种预测驾驶员操纵行为的建模方法

在飞机设计中,应用驾驶员数学模型预测飞机飞行品质是避免人机系统出现不良耦合的重要途径之一.驾驶员神经网络模型是利用飞行模拟实验数据建立的驾驶员模型.基于该模型,针对纵向单通道俯仰跟踪任务,详细讨论了具有不同增益、不同短周期振荡频率飞机构型的驾驶员操纵行为变化规律.研究结果表明:对于特性相似的飞机构型,其驾驶员操纵特性也相似.因此,提出了一种利用相似构型的驾驶员操纵行为特性建立驾驶员预测模型的方法.通过对预测模型进行精度评价,可以证明采用本方法能够获得比较满意的驾驶员操纵行为特性预测结果.

共轴式直升机半差动航向操纵系统

阐述共轴式直升机飞行原理，分析设计了半差动航向操纵系统。

基于神经网络的复飞风险决策技术研究

为弥补传统复飞风险定性决策的局限性,提出了一种基于神经网络的复飞风险定量评测方法。分析舰载机复飞动作,建立高度损失最小的军用推力与升降舵综合控制运动模型,针对传统"复飞包线法"决策技术量化性和实时性的不足,利用神经网络精确拟合"复飞剩余距离",在建立状态风险建模区域的基础上,实时计算舰载机着舰过程复飞风险,针对不同飞行参量状态仿真复飞剩余距离和复飞风险,结果表明本文设计的风险决策方法对于复飞风险判断准确,复飞决策符合安全指令要求,为舰载机复飞安全性的提高提供了理论支撑。

基于引导动作基元的着舰指挥官控制系统建模

为了保证航母舰载机着舰过程中着舰指挥官(Landing Signal Officer,LSO)对于飞行员操作引导的安全性,建立了一种"LSO-飞行员-舰载机"指令操作关联引导系统,通过深入剖析LSO引导任务,明确控制难点,定义指令操作基元概念,阐述引导着舰纠偏过程中的指令操作基元的集合性,设计建立LSO指令操作关联引导模型,LSO依据舰载机实时飞行状态下达"飞行状态关联指令",飞行员依据LSO指令执行"指令关联操作",可以实现完整的指令操作基元响应纠偏。针对不同飞行偏差状态下指令操作关联引导过程进行仿真,实验结果表明设计的指令操作关联模型能够适应着舰偏差修正过程,具有较好的实用性。

基于模糊控制的舰载机着舰指挥官引导系统建模

为保证航母舰载机着舰安全性,提出了一种基于模糊控制的舰载机着舰指挥官(Landing Signal Officer,LSO)引导决策系统建模方法。通过分析舰载机着舰过程安全影响因素,明确飞行状态变化量,总结LSO引导决策特点,针对LSO自身特点和工作原理,结合模糊控制理论,分别设计舰载机着舰指挥官横纵向回路模糊控制规则,建立LSO横纵向回路控制模型,评价指令优先级,最终完成LSO着舰引导综合决策系统模型的建立。数值仿真结果表明,利用模糊控制原理建立的LSO综合着舰引导模型,输出指令符合真实情况下着舰指挥官的实际操作指令,为舰载机着舰安全性的提高提供了帮助。

固定翼飞机轨迹稳定性飞行仿真

针对固定翼飞机反区操纵带来的飞行安全性问题,分析了产生反区操纵的原因,设计了一种飞行控制律,可使得飞机改变本体的轨迹稳定性,仿真结果表明,在不同反馈增益的情况下,飞机轨迹稳定性出现了较大的变化,可将原有的一级飞行品质变为二级和三级。

间隙对飞机操纵系统动态特性的影响分析

飞机操纵系统传递飞行员的操纵指令,是完成飞行任务的直接保证。而实际的飞机操纵系统由于制造、装配等原因,不可避免地会存在间隙。传动机构之间的间隙将导致操纵系统控制精度和传递效率降低,进而影响飞机的飞行品质。为了研究间隙对操纵系统动态特性的影响,建立间隙的非线性接触模型,并采用修正的库伦摩擦模型描述间隙的摩擦作用;建立含间隙的飞机驾驶舱操纵系统的微分方程,并在Matlab/Simulink中进行仿真。仿真结果与该操纵系统动态特性的实验结果吻合,表明该模型可用于飞机操纵系统设计中间隙影响规律的分析,在此基础上研究单个间隙对系统动态特性的影响,并比较同样的间隙值在不同位置的影响差异,以指导飞机操纵系统的优化设计。

某型飞机操纵系统典型故障解析

奖状飞机是美国塞斯纳公司研制生产的双发涡轮风扇5座公务机。飞机操纵系统提供飞机横向、纵向、竖直方向的姿态控制,并在起飞、着陆时增加升力,在减速时增加阻力。该文主要通过一次典型的副翼偏转过重故障,分析操纵系统各部件的相互影响关系,为飞机维护和故障排除提供方法。