面向ADS-33F品质规范设计的多响应类型切换控制研究

传统直升机多采用单一的响应类型,难以满足驾驶员操纵需求。试飞经验表明,多响应类型切换控制可以显著提升飞行性能并减缓驾驶员操纵负荷。本文针对某型有人直升机,结合最新版本的美军直升机飞行品质规范(Aeronautical Design Standard-33F,ADS-33F),研究基于六种响应类型的切换控制策略。各种控制策略的仿真结果表明,相应被控状态量可以按规范要求跟随指令信号,控制策略结合应用场景的仿真结果表明,所设计的控制系统可以显著减少操纵量,从而验证结论:设计的直升机多响应类型切换控制满足ADS-33F规定的响应要求,能显著提升飞行性能及驾驶员感受;响应收敛迅速,且能保证飞行安全和控制精度。

面向倾转旋翼机的TRC响应类型控制律设计

倾转旋翼机操纵的复杂性对其任务能力提出了较高要求,而设计响应类型可以大幅提高其任务执行能力,减轻飞行员操纵负担。本文设计了倾转旋翼机在直升机模式下的平移速率指令(TRC)响应类型控制律并进行了飞行品质的仿真验证。首先,建立了基于机理法的倾转旋翼机非线性飞行动力学模型,并进行了线性化处理;其次,根据有人直升机飞行品质要求,设计了直升机模式下的TRC响应类型控制律;最后,进行了飞行品质的仿真验证。仿真结果表明,设计的TRC响应类型满足相关品质规范要求,飞行品质达到等级1。通过本文研究,能够显著改善倾转旋翼机在悬停/低速飞行状态下的操纵品质和精确机动能力,减轻飞行员操纵负荷,提升任务执行能力,满足倾转旋翼机近地低速机动飞行需求。

正确选择传声器的响应类型

电容式传声器是声学测量中最常用的传声器类型,其性能对测量精度有着重要影响。电容式传声器有三种响应类型,分别是:自由场、压力场和随机入射场。下面就让我们一一来了解一下,这三种响应类型及不同响应类型的传声器的选择。

东北区人口城市化对非农产业发展水平的响应类型研究

通过建立反映非农产业发展水平的指标体系,将东北区36个地市级行政地域单元的非农产业发展水平进行排序,并结合各地人口城市化水平,根据人口城市化与非农产业发展水平的作用机理,将人口城市化对非农产业发展水平的响应关系划分为五种不同的类型区域,以此对人口城市化与非农产业发展水平的响应关系进行评价与分析。

直升机ACAH响应类型及飞行品质分析

以实际飞行数据为基础,对ACAH响应类型进行建模及验证,对模型中不同气动参数下ACAH的响应曲线特征以及飞行品质进行了仿真分析,明确了M_(Wy)、M_q及M_θ对ACAH响应曲线特征以及该响应类型下直升机飞行品质的影响,对指导直升机ACAH响应类型的设计和考核具有重要意义。

电传直升机速率控制/航向保持响应类型验证试飞技术研究

描述了ADS-33E中速率控制/航向保持(RCDH)响应类型的相关规范要求,对航向速率指令类型的实现进行了仿真和分析,提出了电传直升机RCDH响应类型验证试飞方法,并将该方法成功应用于某型电传直升机RCDH响应类型验证试飞中,给出了RCDH响应类型验证以及该响应类型下悬停中等幅度航向变化试飞结果及分析。试验结果表明,该方法适用于电传直升机RCDH响应类型的验证。

直升机横向TRC响应类型及飞行品质仿真分析

结合直升机实际飞行试验数据,对某型中央操纵杆、ACAH响应类型直升机进行建模及验证,并以该试验机为基础设计满足ADS-33E美国军用旋翼飞行器飞行品质规范要求的平移速率(TRC)响应类型,对直升机不同设计参数及气动参数下的TRC响应类型特征及稳定性进行了仿真分析,对指导直升机TRC响应类型的设计及考核具有重要意义。

直升机姿态指令/姿态保持响应类型试飞验证技术研究

对直升机ACAH响应类型和RATE响应类型进行了分析比较,对ADS-33E中的直升机ACAH响应类型验证要求进行了分析研究,说明了ACAH响应类型在不良目视环境下使用的较强稳定性,给出了ACAH响应类型的试飞方法及某型直升机ACAH响应类型验证的试飞评定结果和分析。试验结果表明,该方法适用于直升机ACAH响应类型的验证。

混合响应类型的多水平模型在重复测量资料中的应用和实现

目的将混合响应类型的多水平模型应用到具有两个不同类型结局变量的重复测量资料的分析中。方法对原始资料的格式作适当变换,构造一个水平1虚拟变量,将2个结局变量作为水平1上的观察单位,各时间点的重复测量为水平2单位,受试者为水平3单位,用MLwiN2.25软件拟合混合响应类型的三水平模型,对试验组和对照组的疗效,以及受试者的年龄、性别、观察指标的基线值,时间、组别和时间的交互效应进行分析。结果该模型在考虑了两个不同类型的结局变量在各个水平上的相关性后,可以对两个结局变量同时进行影响因素分析,获得解释变量对两个结局变量影响的估计,且只要数据缺失随机则估计是有效且无偏的。结论由于混合响应类型的多水平模型允许结局变量具有不同类型,并且把数据间的相关性分解为重复测量相关性和结局变量间相关性两部分,可有效地进行重复测量资料的动态变化趋势分析,分析结果更为细致。

基于人机闭环仿真的无人直升机操作响应类型研究

针对无人直升机低空飞行操纵控制过程中,控制难度大,操纵负荷大等问题,该文综合无人直升机操纵模型、低空风扰模型等形成人-机-环境闭环模型。基于无人直升机飞行控制律研究与设计采用指令姿态响应类型、指令速度响应类型和指令位置响应类型3类操作响应类型,并通过增益、插值表的应用,实现各响应类型的综合。在此基础上,完成人工自动着陆仿真,结果表明3类操作响应类型综合后能够有效提高控制精度,减轻操作手负担。

直升机多响应类型模态设计

直升机的广泛使用对其任务能力提出了较高要求,同时电传飞控系统也为直升机飞行控制律设计带来了更多可能。针对不同任务场景,电传飞控直升机需具备不同响应类型模态,且各个响应类型模态需具备稳定切换的能力。本文使用指令跟踪方式进行了直升机速率(Rate)响应类型、平移速度(TRC)响应类型、姿态指令(AC)响应类型的设计,并提出了应用于工程实际时所需要加入高通滤波器,低通滤波器和结构滤波器的典型形式,最后使用一种淡化算法可消除各响应类型模态切换时的瞬态。在Matlab/Simulink中进行了仿真计算,验证了该设计方法的有效性与合理性。

多类型需求响应下含氢能综合能源系统低碳运行

为充分挖掘需求侧资源的响应力度和氢能的清洁低碳特性,提出一种考虑多类型综合需求响应的电-热-气-氢综合能源系统低碳协同优化运行策略。首先,构建以电解槽热氢联产、氢燃料电池和甲烷反应器组成的氢能利用系统,建立考虑价格型、激励型和替代型的综合需求响应模型;其次,基于奖惩阶梯型碳交易机制,构建以成本最小为目标的综合能源系统低碳优化模型;最后,通过算例仿真设置不同场景,验证所提方法的有效性,实现了综合能源系统低碳、经济、高效运行。

液晶弹性体纤维在智能响应领域的研究进展

液晶弹性体(LCEs)是一种包含液晶基元轻度交联的聚合物网络,兼具聚合物网络的软弹性和液晶基元的各向异性。通过编程分子取向可使LCEs在受到外界环境的刺激下实现非接触运动,表现出优异的弹性和驱动性能。液晶弹性体纤维作为LCEs的一种常见存在形式,由于纤维内液晶基元取向度高,对于各类型刺激响应更为灵敏,且具有良好的可编程特性和优异的机械强度,使其在众多领域展现出广阔的应用前景。综述了不同液晶弹性体纤维的主要制备方法及响应驱动机理。分析了不同驱动方式的液晶弹性体纤维体系,详细介绍了光响应型液晶弹性体纤维,简要论述了液晶弹性体纤维在柔性传感、自振荡系统、仿生、人工肌肉、软体机器人方面的最新研究进展,并对其发展前景进行了展望。

响应型润滑表面的智能调控研究进展

智能润滑材料和表面具有随需应变和仿生功能的特点,是近年来润滑技术的一个研究重点。功能成分的触发和反馈行为赋予了智能材料可控的润滑能力,能对环境变化做出响应,进而可以实现摩擦界面润滑状态的主动调控,为智能设备的设计和运用提供新的研究思路。结合智能润滑的研究现状,对材料类型、构筑方式以及应用领域等研究进展进行介绍。根据材料能够响应的刺激类型把智能润滑表面分为9种类型,并分别总结了每种类型材料的设计理念、刺激响应机理以及性能特点。此外,从高分子复合材料、功能化润滑纳米添加剂和环境敏感水凝胶3个方面对智能润滑表面的摩擦学领域的应用情况以及未来可能发展的方向进行了讨论。未来研究方向包括但不限于以下几个方面:一是开发新型响应型润滑表面,例如基于自愈性润滑表面、电磁响应性润滑表面等;二是探索更加智能的响应机制,例如基于人工智能的自适应控制;三是进一步研究响应型润滑表面的机理,从微观和宏观层面深入探索响应机制;四是拓展响应型润滑表面的应用领域,例如在纳米技术、生物医学、机器人等领域的应用。

基于新息自适应卡尔曼滤波算法的多类型结构响应重构

为改善传统卡尔曼滤波KF(Kalman filter)算法在过程噪声方差和测量噪声方差未知的情况下响应重构精度降低甚至发散的问题,提出了一种基于新息自适应卡尔曼滤波IAKF(innovation-based adaptive Kalman filter)算法的多类型响应重构方法。首先根据新息统计特性对卡尔曼滤波增益和状态估计误差协方差矩阵进行实时自适应调整;然后利用有限测点的加速度传感器的测量数据,结合模态法对结构各个位置的加速度、速度、位移以及应变进行响应重构;最后对起重机桁架和简支梁分别进行数值模拟和试验分析。结果表明,该方法能够有效地调整过程噪声方差并估计测量噪声方差,未测点的重构响应时程曲线与计算响应或测量响应时程曲线吻合良好。

未知测量噪声下的结构多类型响应重构

针对使用传统卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法进行结构响应重构时测量噪声方差估计及多类型响应重构难的问题,提出了一种融合噪声方差估计和多类型响应重构的方法。首先在移动窗口卡尔曼滤波算法中引入近似计算的方法,提出递推移动窗口卡尔曼滤波算法(recursive moving-window Kalman filter,RMWKF)实时递推估计测量噪声方差,然后基于有限位置的应变片和加速度传感器的测量数据,并结合模态法对结构各个位置的应变、位移、速度以及加速度响应进行重构。最后对二维桁架和悬臂梁分别进行数值模拟和试验分析,验证了所提方法的有效性。试验结果表明,所提方法能对测量噪声方差进行有效地估计,能实现有效的多类型结构响应重构,同时减小了数据储存空间和计算量。

基于状态空间模型的结构外部激励计算与响应重构

为提供更完备的响应数据,提出一种借助于状态空间模型的结构外部激励计算和结构多类型响应重构的方法。首先,将二阶动力学方程转化为状态空间模型,并利用状态空间模型推导出结构外部激励的计算公式。然后,将激励与结构模态坐标组合成新的状态向量并构建增秩状态空间模型,结合结构部分观测的加速度响应实现对结构外部激励的计算以及其余位置未知速度、加速度响应的重构。同时引入粒子滤波算法以减小测量过程中有色噪声的影响,并使用萤火虫算法代替粒子滤波算法中的重采样过程,改善粒子贫化现象。最后对钢轨和外伸梁分别进行数值模拟和试验分析,验证所提方法的有效性。试验结果表明:所提方法能对结构外部激励和未知速度、加速度响应进行有效重构。

考虑风振响应特性的多目标等效静力风荷载实用分析方法

针对大跨屋盖结构风效应分析理论框架中不同环节相应分析方法众多且未能较好协调统一的问题,以最后环节的等效静力风荷载求解为目标,提出一种考虑风振响应特性的多目标等效静力风荷载实用分析方法。基于脉动风振背景响应、共振响应及其耦合项组合结果,利用LRC法基本原理推导构造多目标等效方程的基本向量,实现与脉动风振响应完全协调对应,且能够再现风振响应特性,采用最小二乘法求解等效方程,得到多目标等效静力风荷载;引入应变能概念,考虑结构所有节点响应,根据三分量各响应应变能对总响应能变能的贡献,定义响应分量贡献系数,据此系数进行大跨屋盖结构脉动风振响应特性类型判定,在此基础上,根据风振响应特性类型判定结果,精准构造多目标等效方程并进行最小二乘数值求解,实现多目标等效静力风荷载的高效实用计算。以北京奥林匹克公园网球中心赛场屋盖结构为例,进行风振响应特性类型判定,根据判定结果,计算其多目标等效静力风荷载以及该等效静力风荷载作用下的结构静力响应,并与频域分析所得目标响应进行对比,结果表明:所提方法能够精准高效计算结构多目标等效静力风荷载,具有工程应用价值。

不同温度条件下土壤水分对羊草幼苗生长特性的影响

采用生长箱控制方法 ,研究了羊草幼苗生长对 5个温度和 5个水分梯度的响应。结果表明 ,不同温度改变了羊草生物量对土壤水分变化的响应类型。在 2 0～ 2 6℃下羊草植株生物量对土壤水分的响应曲线呈三次多项式或抛物线变化规律 ,而在 2 9～ 32℃下为指数方程。在温度较低或适度时 ,轻度乃至中度干旱有促进生长的作用 ,但在温度较高时轻度干旱及比其程度更高的干旱显著地影响羊草的生长 ,表明羊草在较高温度下对水分更加敏感。在适当的温度下 (2 6℃ ) ,羊草根的贡献率或根冠比与土壤水分呈直线关系。高温加强了干旱对羊草幼苗生长的抑制作用 ,表明高温降低了羊草对干旱的适应能力。

水库诱发地震活动特征及其预测方法研究

根据国内外水库诱发地震的观测与研究震例,分析研究了一些著名水库诱发序列的地震活动特征,并根据水库诱发地震随水库蓄水时间的变化,把水库诱发地震活动归纳为迅速响应型、延迟响应型和混合响应型三类,分析讨论了这三类水库诱发地震活动在时间和空间分布上的不同特点,并在此基础上综合分析了水库诱发地震预测方法研究的技术途径。