复合式高速无人直升机飞行力学建模及操纵策略研究

双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,机身模型采用风洞实验数据,然后,建立该直升机的非线性飞行动力学模型。针对操纵冗余问题,提出一种操纵策略,以权重系数来分配操纵通道,通过添加平均螺距杆纵向通道,由螺旋桨平均螺距控制前飞速度。在此基础上进行配平,实现了各个杆操纵量在3个模式间的光滑过渡,从而验证了操纵策略的合理性。

可变直径旋翼直升机飞行性能及操纵策略

可变直径旋翼作为旋翼变体技术的重要组成部分,能够有效解决旋翼自适应工作在高性能状态下的需求。为获得可变直径旋翼对直升机飞行性能的影响,首先,建立了一套直升机全机飞行力学模型,并开展可变直径旋翼对直升机垂直和水平飞行性能的影响分析,结果表明:通过增加旋翼直径可以有效提高垂直爬升率、实用悬停升限和悬停效率,缩短旋翼直径则能增加航时、航程和最大前飞速度。然后,给出了一套需用功率计算方法,分析了可变直径旋翼直升机不同飞行状态的需用功率变化规律。最后,根据需用功率最小原则并考虑操纵复杂度,制定了一套直升机旋翼变直径操纵策略。

制动利用率对高速列车节能操纵策略的影响

基于高速列车最小能耗计算模型,利用庞特里亚金极大值原理分析出最大牵引、匀速、惰行与最大制动4种操纵策略的应用是高速列车节能运行的必要条件。在此基础上,研究制动利用率对节能操纵策略的影响,针对国内既有高速列车制动利用率较低的特点,确定既有高速列车节能操纵策略,并通过启发式算法离线求解得到各操纵策略转换点。验证了本文所利用牵引计算和能耗计算模型的正确性;在此基础上,以国内某高速线路和高速列车为例,对本文提出的既有高速列车节能操纵策略进行仿真验证,量化分析发现:当运行时间增加约2.1%,若制动利用率为0,最高可节约5.05%的能量,随着制动利用率的提高,能量节约率逐渐下降,当制动利用率接近1时,本文所提出的节能操纵策略已不再适用。

列车优化操纵原则及其优化操纵策略的数学描述

介绍了根据牵引计算专家知识和优秀司机驾驶经验 ,确定列车优化操纵原则、列车运行过程中的优化指标及其优化操纵策略的办法 ,给出了列车操纵方案的数学描述 ,为列车优化操纵示意图的自动生成系统及列车自动控制 (ATC)模式的研究奠定了基础。

飞机着舰轨迹稳定性及飞行员操纵策略研究

针对舰载机着舰时操纵性下降等问题,通过对飞机受力分析及动态仿真,得到着舰条件下保持飞机轨迹稳定性的方法,并对飞行员控制飞机着舰的操纵策略进行了探索。以F/A-18舰载机为例,结合小扰动方程,分析了飞机在下滑时仅操纵升降舵无法跟踪航迹的原因,分析飞机各参数对升降舵及油门杆的跟踪响应情况,给出了着舰时飞行员消除高度误差操纵策略,并运用Matlab/Simink软件仿真了飞机在低动压下的纵向响应特性。仿真结果表明,利用操纵油门杆来消除下滑时的高度误差的操纵策略是可行有效的。

微器件自动装配系统的定标和操纵策略

主要研究了自动微器件装配系统的定标技术和操纵策略两个问题.在加入了尺度因子优化步骤之后,一种基于Tsai两步法的自定标方法实现了亚微米级的定标精度,并且获得了更加可信的定标角度参数.这种定标方法应用于微器件装配系统中并可以实现高精度的微器件定位.除了精确定标之外,我们还应该选择合适的工作环境来控制粘附力的大小来提高微器件操纵成功率,选择合适的夹持和释放方式来提高微器件操纵效率和释放位置精度,选择一种安全简单的移动路径来缩短移动时间.实验表明,我们的自动微器件装配系统可以在10s内完成一个器件的定位和移动操作,并实现数微米的释放位置精度.

基于监测交易的股指期货合约操纵策略研究

操纵行为的目的在于操纵现货市场价格，通过对最后结算价施加影响获利。建立在现金结算的股指期货市场上股指期货合约操纵模型，操纵策略要求操纵者买入期货头寸，并在现货市场上进行交易，根据其偏好影响结算价格。如果期货市场的流动性高于现货市场流动性的加权平均值，操纵者就会获得正的预期收益。模型解决了操纵者基于监测交易制定最佳操纵策略的决策问题，并提供了一种检验股指期货市场上操纵策略存在与否的方法，在较早的时间内从市场交易信息中甄别出价格操纵行为．从而有效降低价格操纵行为对市场效率和公平性的伤害．控制市场的风险。

美国总统竞选语篇中的言语操纵分析——攻击女性候选人的操纵策略

言语操纵是在权力的影响下,操纵语篇来影响意识形态,实现说话人的目的;在这一交际过程中,操纵策略的使用会违背格莱斯的合作原则,出现言外之意。本文主要在言语操纵与合作原则的基础上,研究2008年美国总统竞选语篇中攻击女性候选人的操纵策略,即性别操纵。阐释这一策略的使用对希拉里竞选造成的影响,揭示操纵的本质,旨在提高语篇接受者(听话人)的警惕性,建立批判思维的意识,防止受到操纵。

水上飞机镜面水起降操纵策略研究

镜面水是在无风条件下产生的平静水面,缺乏表面物理特征使得水上飞机着水时高度缺乏参考,此外镜面水对水上飞机滑行会带来额外的阻力,这些特性会对镜面水起降时的操纵提出额外的要求。文章分析了水上飞机镜面水起降时的危险因素以及应对措施,为水上飞机试飞或运行提供有力参考。

复杂化工过程调控操纵策略的深度学习方法

现代复杂化工过程生产运行记录了大量的过程调控时序数据,如何提取其中有价值的调控操纵经验和规则,对于提升过程运行智能化水平具有重要意义。时间序列聚类是一种挖掘历史调控操纵序列的有效方法,然而由于实际工况经常与历史数据出现偏差,使得重构准确的过程调控操纵策略出现困难。为此,本文提出了一种基于数据碎片化深度学习的过程调控操纵提取方法,采用基于Levenshtein距离的凝聚层次时序聚类获取不同过程扰动状态类别,提取对应的有效操纵序列进行碎片化处理,采用卷积神经网络对调控操纵策略进行深度学习和重构。将此方法在工业换热器过程上进行了应用,获得了满意的结果,表明所提出的方法能够克服常规操纵序列挖掘的工程应用适应性差、对数据源依赖性强等缺点。

无人驾驶机器人多目标模糊操纵策略

为了实现不同曲率路径下无人驾驶机器人对车辆的平稳操纵,提出一种基于多目标模糊决策的无人驾驶机器人操纵控制策略.首先,建立驾驶机器人和车辆的集成动力学模型,接着提出横摆角速度生成方法和多目标模糊决策协调操纵策略.其中,横摆角速度生成方法根据试验要求车速和路径生成参考横摆角速度,多目标模糊决策协调操纵调整策略以当前车速生成目标车速和目标横摆角速度集合,并在多约束条件下对集合内的方案进行决策,选出最优方案作为下一时刻的目标车速和目标横摆角速度.试验与仿真结果验证了所提操纵策略的有效性.

舰载机着舰下滑段飞行员操纵策略研究

为提高舰载机在不同返航着舰重量下的着舰精度,对飞行员着舰操纵策略进行了研究.首先对着舰操纵基准状态进行了探讨.研究表明,为避免满载返航失速,应以最大着舰重量状态作为操纵基准状态.而后采用人机闭环着舰仿真,对"保持迎角不变"和"保持速度不变"操纵策略进行了对比研究(简称"保角"和"保速度"策略).结果表明,不同着舰重量下,"保角"策略相对表现更好,"保速度"策略着舰点"发散","保角"策略着舰点相对"集中".在算例中,"保角"策略着舰点集中在-1.8~9.4m之间,而"保速度"策略着舰点集中在7.2~17m之间.此外对两种策略着舰差异产生原因进行分析,结果表明,"保角"策略首先针对不同着舰重量,采用了恒定的基准姿态角;其次"保角"策略不仅通过跟踪下滑光束保持了轨迹角,减小了高度误差,而且通过保持基准迎角不变减小姿态角误差、进而减小了尾钩误差,因此在不同着舰重量下,"保角"策略着舰精度更为稳定.但这一结论仍需在实际飞行中进一步验证.

基于模糊控制的倾转三旋翼无人机过渡模式操纵策略研究

倾转三旋翼无人飞行器作为一种特殊构型的飞行器,结合了直升机和固定翼飞行器的优点,同时具备了直升机和固定翼飞行器的操纵方式,但在过渡模式中需要对发动机短舱进行控制,造成操纵冗余问题,两套操纵方式都不适合单独使用。针对倾转三旋翼无人机过渡模式发动机短舱倾转过程中的飞行器操纵冗余问题,建立了合适的倾转三旋翼过渡模式动力模型,提出了一种新的基于模糊控制的倾转控制方法,通过与传统的倾转旋翼飞行器过渡模式操纵策略对比实验分析发现,该方法能够较好地解决倾转三旋翼无人机过渡模式中纵向高度控制问题,使倾转三旋翼无人机能够平稳高效地实现过渡模式飞行。

城市轨道交通列车节能操纵策略研究

为有效降低城市轨道交通列车运行能耗,优化操纵策略,以城市轨道交通列车动力学模型为基础,分别构建四阶段操纵策略能耗模型和惰行控制操纵策略能耗模型,并采用粒子群算法求解模型。选用4动2托的A型列车为研究对象,对平坡道、长区间起伏坡道、短区间起伏坡道、长大上坡道、长大下坡道5种不同坡道进行案例设计,分析2种操纵策略下列车牵引能耗、再生制动储能和总能耗的差异,仿真得到相应的速度距离曲线。结果表明,四阶段操纵策略总体上优于惰行控制操纵策略,结合实际线路情况,协同使用2种策略,有助于达到更好的节能优化效果。

吊舱推进装置操纵策略分析

吊舱推进装置的应用使船舶操纵性得以提升,为深入掌握吊舱推进器的操纵特点,并为吊舱推进器的设计提供基本工况要求,本文结合现有文献及试验数据,对吊舱推进装置及其系统组成成分进行了介绍,梳理了双吊舱推进船舶在转向、减速和紧急制动情况下的操纵策略并分析了不同操纵策略的特点。结果发现:配有双吊舱推进器船舶进行转向操纵时,推进器分别指向船体外侧75°和船体内侧105°时效率最高;进行船舶减速操纵时,可以对吊舱推进角度和螺旋桨转速单独或者同时调整,不同操纵策略减速效果不同;进行紧急制动时,"外八字"制动比常规制动方式效果更好。

潜艇X型艉舵故障工况下的操纵策略研究

对于潜艇,采用X型艉舵具有一定的操纵冗余度,可以消除一些情况下艉舵故障带来的危险,论文基于潜艇艉舵的对称性在研究了在艉舵故障工况下潜艇保持安全的操纵策略,根据几种不同故障情况计算出了操纵方程,并通过潜艇运动方程仿真进行验证。结果表明:在单舵故障工况下,潜艇可继续垂直面或水平面的弱机动,且姿态没有大幅度波动;某些双舵故障工况下,潜艇可通过艉舵操纵进行保持定深挽回,但在某些双舵故障的极端情况下,还需进行其他操纵才能挽回危险。

列车自动驾驶系统节能操纵策略研究

列车自动驾驶系统是列车运行自动控制系统的重要组成部分,它代替司机完成驾驶列车的任务,保证列车高效节能运行。本文以ATO的工作原理为背景,给出了列车操纵的原则,并着重从节能角度出发给出了工况转换策略和节能算法。

共轴刚性旋翼高速直升机前飞性能操纵策略影响

应用前行桨叶概念的共轴刚性旋翼高速直升机具有较高的最大飞行速度,但共轴刚性旋翼与推力桨的配合带来了操纵冗余问题,本文以提升高速直升机飞行性能为目标,开展了旋翼/推力桨操纵策略影响分析。首先,建立了一套用于共轴刚性旋翼、推力桨与机身气动力预测的高精度计算流体力学(CFD)方法;其次,提出了CFD-代理模型(SM)-遗传算法(GA)结合的共轴刚性旋翼/推力桨冗余操纵鲁棒配平方法。在此基础上,开展了旋翼/推力桨前向拉力分配、旋翼升力偏置量和机身姿态等操纵策略对高速直升机飞行性能的影响分析,获得了能够有效提升高速直升机最大前飞速度、实用升限的操纵策略。结果表明:固定机身俯仰角前飞时,旋翼分配小部分前向拉力可以提升高速直升机最大平飞速度,最大可提升10.78%;在海平面飞行时,旋翼升力偏置量为0.3,直升机具有最大前飞速度,升力偏置量为0.2,直升机实用升限最大;机身俯仰角为-1°时,高速直升具有最大前飞速度和实用升限,俯仰角过大或过小都会降低前飞性能。

推力矢量型V/STOL飞行器动态过渡过程的操纵策略优化

针对推力矢量型垂直/短距起降(vertical/short takeoff and landing,V/STOL)飞行器的动态过渡过程模型,综合考虑过渡走廊限制、操纵冗余及不同起降任务需求指标,研究最优过渡操纵策略。考虑V/STOL飞行器的喷射气流效应,对飞行器进行全量动力学建模。利用可达平衡集方法,建立通用过渡走廊计算框架。设计了能够在V/STOL过渡段和高速飞行间平稳过渡的操纵方式。将推力矢量飞行器的动态倾转过渡过程转化为非线性动态最优控制问题,根据不同起降任务特点建立合理的指标和约束,采用直接转换法和序列二次规划算法进行求解,得出不同任务特点下的最优操纵策略与过渡过程。采用可达平衡集计算过渡走廊的方法,不仅不受飞行器类型的限制,更简化了构造过程,具有良好的通用性与鲁棒性。以光滑过渡为目标的优化结果使得飞行员在飞行器过渡过程中的操纵量变化大幅减小,从而使得飞行员能更加专注于对飞行器运动的操纵;以距离更短为目标的优化结果则使得降落过程的飞行距离缩短了30%左右。从操纵策略出发的优化结果使得驾驶员能够更好掌握操纵关注点及边界,增加了整个动态过渡过程的安全性。

操纵策略对高速直升机前飞性能的影响分析

针对共轴刚性旋翼高速直升机的操纵冗余问题,开展基于旋翼/推力桨气动力分配的操纵策略研究,并分析其对飞行性能的影响。首先,基于动量-叶素理论与尾迹叠加模型发展了共轴刚性旋翼和推力桨的气动模型,并采用动量源方法建立计入旋翼干扰的机身气动力CFD计算模型。其次,根据所建立的各部件气动载荷求解方法,构建高速前飞状态全机操纵与姿态配平方法。最后,分析旋翼/推力桨不同气动力分配的操纵策略对高速直升机飞行性能的影响规律。研究发现,直升机在巡航高度高速飞行时,旋翼提供部分牵引力可以有效增大高速直升机的最大前飞速度,而操纵策略改变对斜爬升率影响不大。