基于空间质量平衡法的植保无人机施药雾滴沉积分布特性测试

为了探究飞行方式、飞行参数及侧风等因素对无人机喷雾雾滴空间质量平衡分布和旋翼下旋气流场分布的影响,该文基于无人机施药雾滴空间质量平衡测试方法,测定了3WQF80-10型单旋翼油动植保无人机在不同飞行方式（前进、倒退）、飞行高度和侧风速条件下的喷雾雾滴空间不同部位的沉积率和下旋气流风速。结果表明：对于该型无人机,在飞行高度（3.0±0.1）m、速度（5.0±0.2）m/s、1.2 m/s侧风速条件下,机头朝前与机尾朝前2种飞行方式对雾滴分布有显著影响,机尾朝前的飞行方式底部沉积比例可达60%,作业效果更佳;在2.0~3.5 m高度、（5.0±0.3）m/s速度和0.8 m/s侧风速条件下,空间质量平衡收集装置底部雾滴沉积率变异系数与高度呈现线性负相关,线性回归方程决定系数为0.9178,即高度越高雾滴分布均匀性越好;在（3.0±0.1）m高度和（5.0±0.3）m/s速度条件下,空间质量平衡收集装置底部雾滴加权平均沉积率与侧风风速呈线性正相关,线性回归方程决定系数为0.9684,即侧风速越大雾滴越集中分布在下风向处;飞行方式、高度和侧风3种因素对单旋翼无人机喷雾雾滴产生的影响都是通过改变其旋翼下旋气流场在垂直于地面向下方向的强度,减弱气流对雾滴的下压作用来实现的。研究结果可以为植保无人机设计定型、田间喷雾作业参数确定和作业条件的选择提供理论参考。

基于LADRC的直升机姿态解耦控制及参数整定

为满足ADS-33E-PRF所规定的飞行品质,有效克服模型外部扰动的影响,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的直升机姿态控制策略.建立UH-60A直升机的飞行动力学模型和风模型,并进行配平计算以验证动力学模型和配平算法的准确性.在增稳反馈回路的基础上,基于单输入单输出的二阶LADRC控制器搭建了UH-60A的姿态解耦控制回路.针对ADS-33E-PRF品质要求,将控制器参数整定转变为时域与频域内的约束优化问题,结合H∞综合算法和最速下降算法进行了优化计算.对姿态控制器的控制效果进行了品质评估,并在大气扰动下对姿态保持控制进行了仿真,仿真和品质分析表明基于LADRC的姿态控制系统具有良好的解耦性能和抗扰性.

分布式推进系统对太阳能无人机横航向飞行品质的影响研究

文章根据太阳能无人机推进系统的特点,建立了电机螺旋桨的数学模型。通过分析系统产生的推力随飞行状态的变化关系,以及推进系统在大展弦比飞翼式太阳能无人机上的分布,采用线性化方法,计算了分布式的推进系统对高空长航时太阳能无人机飞行品质的影响。研究了分布式推进系统分布位置、控制方式等与无人机飞行品质之间的关系。从飞行品质要求和推进系统的整体效率出发,对各推进系统的参数进行了选取,最后通过非线性模型对分析结果进行了仿真验证。

无人直升机鲁棒跟踪解耦飞行控制研究

综合考虑直升机不确定性、阵风扰动影响及飞行品质规范对直升机操纵品质的要求,提出了一种基于跟踪解耦的无人直升机鲁棒控制方法。以直升机的稳定性导数及控制导数的有界区间摄动来描述系统的不确定性,通过将不确定性系统的跟踪控制问题转化为增广系统的鲁棒状态反馈镇定问题,以线性矩阵不等式(LM I)形式给出了无人直升机鲁棒跟踪解耦控制器存在的充分条件。基于鲁棒跟踪解耦控制方法设计了直升机平移速度指令(TRC)飞行控制器,并结合直升机操纵品质规范ADS-33E对系统性能进行了评估,分析结果表明了鲁棒跟踪解耦控制方法的有效性。

多参数融合的飞行品质评估模型的建立

目前航空管理机构与航空公司进行飞行品质评估主要是依据经验与简单飞行参数统计数字,这样做难以得出科学、客观的评估结果。基于提升全行业安全保障能力和运行品质的需求,研究了利用计算机技术对飞行品质进行综合评估的方法。选取了理想值逼近法作为飞行品质综合评估的手段,结合波动通道模型作为飞行品质评估的理论基础,基于提出的飞行品质评估模型对飞行品质评估系统进行了设计。对真实的飞行参数数据建立综合评估模型,同时考察多次航班的多个飞行参数,给出综合的飞行品质评估结论,为飞行评估、训练提供理论基础和科学的评判方法。

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。

修正人-机耦合的直升机轴间耦合试飞技术

轴间耦合指标是直升机飞行品质的重要指标。本文结合某型直升机的飞行试验,对直升机人-机耦合条件下的轴间耦合的特性进行了分析。通过模型辨识及数值分析,提出了一种基于模型的轴间耦合试飞方法。通过飞行试验证明该方法可有效获得人-机“开环”条件下的轴间耦合定量指标,对直升机轴间耦合的指标考核和品质试飞具有一定的指导意义。

Garmin航电系统飞参数据的特性分析

机载飞参数据是航电系统记录的飞机运行过程中的飞行参数,用于监控飞机飞行状态以及分析飞机操纵品质。为了帮助机务、飞行训练人员更好地认识Garmin1000系统,更好地理解飞参数据的特点并应用数据开展研究,以Garmin1000系统为研究对象,对机载飞参数据的构成和分类、数据的来源以及品质特性进行分析,总结飞参数据之间的联系与差异。从数据角度进行分析,对于飞行训练的客观评价、飞机状态监控以及维修有重要的意义。

多工作点飞机的多目标飞行控制器设计

针对具有多工作点的飞机,基于Lyapunov理论提出了一种多目标飞行控制器设计方法.在存在未知系统参数条件下,该方法同时考虑了飞机的操纵品质要求和鲁棒稳定性.利用线性矩阵不等式(LMI)方法推导了多工作点飞行条件下的操纵品质准则.基于参数相关Lyapunov函数和描述系统方法,得到了飞行控制系统鲁棒稳定性条件.飞行控制器设计方法可以归结为求解一组线性矩阵不等式.仿真结果验证了设计方法的有效性.

基于CART决策树算法的飞行动作识别研究

如何借助机器学习算法实现飞行动作的自动化识别是当前飞行训练领域的一个研究热点。首先针对飞行动作识别问题,定义基本飞行动作特征参数,构建飞行动作识别流程;然后设计了基于特征参数CART决策树的飞行动作识别算法;最后给出了该动作识别算法的Python语言实现。实验结果表明,该飞行动作识别模型具有识别精度高,泛化能力好等特点,为飞行质量评估奠定了良好基础。

数字化试飞平台下基于PSO的某型初级教练机飞行品质参数辨识试飞工程方法研究

飞机飞行品质系统辨识是根据飞机系统的输入和输出响应时间历程求取该系统的数学模型及模型中的各参数的过程。本文给出一种在飞行试验中辨识飞机飞行品质短周期模态特性参数辨识试飞工程方法,首先应用连续域等效低阶系统传递函数来描述飞行品质模态特性系统,然后采用基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的离散递推最小二乘算法,建立待估参数准则函数,通过极小化待估参数准则函数,求得参数的估计值,最后对辨识的模型进行验证。仿真算例表明该方法具有良好的收敛性和跟随性。