航空控制软件条件表达式故障分类及修复方法

航空控制软件已成为航空系统的核心控制决策单元。布尔条件表达式是构成航空控制软件循环和分支逻辑代码的主要成分,研究了航空控制软件条件表达式故障分类及修复方法。①提出了一种2层次布尔条件表达式故障分类方法;②在设计变异算子、修复方案和变异修复停止条件的基础上,提出了一种条件表达式自动化修复方法;③设计和实现了面向条件表达式各类故障的修复辅助工具,对航空控制软件中155个故障表达式进行故障修复实验,结果表明,55.5%的故障表达式可以精确修复,44.5%的故障表达式修复后产生多个正确版本,部分版本存在运算冗余,尚需人工介入选择最优修复版本。

语音识别技术应用于航空控制系统

介绍了语音识别技术基本原理及在航空控制领域的应用。

基于深度强化学习的航空发动机MPC控制研究

针对传统模型预测控制在工况突变、大幅值故障等大幅度模型失配情况下,难以保证控制精度的问题,提出了一种基于深度强化学习的航空发动机改进模型预测控制方法。首先对MPC对模型失配的调节效果进行评估,针对不同类型不同程度的模型失配对MPC的影响进行分析。其次提出基于深度强化学习的模型预测控制方法(DRL-MPC),通过深度强化学习对预测模型与实际系统之间的模型偏差进行修正,提升预测模型的预测精度。最后,对MPC的代价函数进行重构,建立基于深度强化学习的航空发动机改进MPC控制器。对传统MPC方法与所提方法进行了比较仿真。仿真结果表明,在存在大幅模型失配的情况下,所提方法能够在不提升计算代价的情况下有效降低MPC控制器对模型失配的敏感程度。

航空发动机控制中变权重函数阶次的仿真研究

提出一种民用航空发动机过渡过程控制方法,在含非线性补偿项的航空发动机分段线性模型基础上建立含耦合状态变量权重项的性能指标指标函数,设计变权重SDRE控制算法实现的对过渡过程的控制。在MATLAB环境下对各阶次变权重函数下的航空发动机SDRE控制算法进行仿真,仿真结果表明,变权重SDRE控制算法相比定权重控制算法可以在提升航空发动机转速响应速度的同时降低燃油消耗,同时仿真结果表明,变权重函数阶次越高时转子转速响应的上升时间越快,同时燃油流量随阶次的上升先减小再增加,最后对产生这种结果的原因进行了分析。

低成本航空发动机控制器的低温加热设计及优化

为保证低成本航空发动机控制器在低温环境中稳定工作,设计了一种基于聚酰亚胺(polyimide, PI)加热膜的加热方案。对该加热方案在恒温阶段和升温阶段的加热效果进行了数值仿真分析以及实验验证,仿真与实验结果表明:该方案可以满足控制器的保温需求以及快速升温需求。针对主板元件在升温过程中温度均匀性较差的问题,提出了一种基于遗传算法的加热膜几何形状优化方法,对遗传算法的交叉操作流程和变异操作流程进行了改进,以满足加热膜在实际应用时受到的限制:加热膜布置区域必须为连通域、加热膜覆盖面积保持不变。使用该方法对主板加热膜的几何形状进行了优化,并对优化后的加热效果进行了仿真分析,仿真结果验证了该优化方法的有效性。

基于系统辨识的航空发动机稳态燃油自抗扰控制

自抗扰控制技术应用于航空发动机稳态燃油控制存在两个难点:发动机中的高频不确定动态导致扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)增益过高和名义控制系数整定困难。针对此现状,提出一种基于系统辨识的航空发动机稳态燃油自抗扰控制器。首先,使用经典Gram-Schmidt(Classical Gram-Schmidt, CGS)算法对控制系数和发动机未知动态进行辨识,将辨识信息加入ESO中设计改进ESO (Improved ESO,IESO),从而使总扰动中包含较少的高频动态,降低观测器增益。其次,基于IESO设计航空发动机稳态燃油自抗扰控制器,并根据辨识结果快速整定名义控制系数。最后,分析IESO观测误差的收敛性和闭环系统的稳定性。仿真结果表明,所提方法可以快速整定名义控制系数,有效降低观测器增益,进而提高系统的鲁棒性。

航空机务质量控制专业军士人才培养体系构建研究

为深入贯彻落实新时代军事教育方针,文章以空军转型升级背景下的航空机务质量控制专业军士人才培养体系改革创新为切入点,瞄准“升级版”航空机务军士培养目标,紧扣航空维修保障和军士教育两个“信息化”发展目标,对标部队航空机务质量控制专业军士人才培养的迫切需求,以项目式教学改革为牵引,以信息技术为支撑,构建以学员为中心的“升级版”军士人才培养体系,并将成果应用于航空机务质量控制专业军士人才的培养实践,以期为培养高素质、专业化的新型军士人才探索方法路径。

以案例探究式教学法为中心的航空发动机控制课程教学改革

航空发动机控制是飞行器动力工程专业的一门专业方向类必修课程,具有基础知识涉及面广,发动机气动热力过程理解难度大,控制系统复杂交联的特征。教学中存在学员对系统原理理解不透彻,系统原理在故障分析中应用难等问题。针对这些问题,瞄准学员未来岗位能力需求,结合思政育人和信息化教学新要求,探索实践符合学员和课程特色的案例探究式教学法。对信息化资源、案例库、教学模式及考核评价方式等内容进行改革实践。采用案例牵引、教员启发诱导、学员自主学习、合作讨论及理论知识自主建构的基本范式,形成在线预习准备—故障现象引入—问题探究引导—故障原因讨论—维护能力培塑的教学环节,以达到优化教学方式,提高课程教学成效的目的。

航空发动机分数阶PID控制器的参数自整定方法

控制器作为航空发动机的大脑,是保障发动机正常运行的核心部件,随着对发动机控制器精度和时效性的要求越来越高,传统PID控制器的性能亟需进一步提升.本文提出了改进的分数阶PID离线和在线参数整定方法,应用于涡扇发动机推力的控制中.首先,利用Caputo分数阶微积分定义建立分数阶PID模型,实现时域上的数值计算;其次,基于对数正态分布提出了改进的布谷鸟算法,实现了分数阶PID离线参数整定;然后,结合RBF网络设计参数线上整定方法,解决了参数在线整定问题;最后将相关理论应用于发动机推力的控制中,结果表明,相比其他几种优化算法,改进的布谷鸟优化算法对分数阶PID控制参数整定效果最好;利用RBF神经网络对分数阶PID进行在线整定时控制效果稳定,且分数阶PID的控制效果优于传统的PID控制,能提高对推力的控制能力.

基于神经网络时延预测的航空发动机内模控制器设计

针对航空发动机分布式控制系统中时延不确定问题,提出了一种基于神经网络时延预测的航空发动机内模多变量控制设计方法。首先分析了分布式控制架构下网络时延产生的原因及影响因素。然后设计了内模控制器,包括基于神经网络的时延预测模块、内模主控制器模块、执行机构小闭环控制模块以及与发动机起动过程开环控制计划相结合的切换控制模块。在理想和扰动条件下,从理论上分析了基于预测时延的内模控制系统的稳定性能,并对所提控制策略下允许的最大时延进行了说明。最后进行了全数字仿真和硬件在环仿真试验。结果表明,所设计的神经网络时延预测模块具备高精度预测能力,内模控制器的稳态误差不超过0.5%,具有良好的抗干扰能力、并满足实时性要求,具有一定的工程应用价值。

基于Petri网的航空发动机控制器单粒子效应故障诊断

航空发动机控制器是航空发动机的核心元件,若发生故障,将对航空发动机甚至飞机安全性造成很大影响,而单粒子效应是影响航空发动机控制器的重要因素。文章建立航空发动机控制器单粒子效应的故障树模型,并转换成对应的Petri网模型进行优化,简化计算过程,有利于后续进行快速的单粒子效应故障诊断动态分析。

基于航空交通流量控制的民航机场运行优化研究

随着经济的快速发展和科学技术的不断进步,我国民用航空事业获得了空前发展。然而,由于我国空域结构较为复杂,航班流量较大,民航机场运行管理压力增大,航空交通流量控制已经成为民航机场运行管理的重要研究课题。近年来,民航机场在空域结构、机载设备等方面进行了一系列改革,航班数量持续增加,航班运行压力不断增大。同时,随着航空运输需求的不断增长和航空运输市场竞争的日益加剧,如何对航空交通流量进行有效控制已经成为机场运行管理的关键。因此,本文主要对航空交通流量控制下民航机场运行优化进行研究和分析,希望能对民航机场优化管理提供一定的参考价值。

舰载发动机控制系统维护性提升研究

针对舰载机发动机控制系统在使用过程中暴露的需频繁调整、日常维护和标定工作繁琐、数据分析能力不足等维护方面问题,对提高发动机控制系统维护性进行研究。提出了改进数控系统并开展余度设计、优化电液转换装置选型、简化控制系统标定和维护流程、开发基于数据的发动机典型故障快速判读软件等措施,可大幅降低维护成本和工作量,提高航母和舰载机战斗力。

基于LabVIEW的MOOG航空控制器通讯方法

本文基于LabVIEW编程语言,在下位硬件控制设备为MOOG航空控制器的条件下,根据MOOG航空控制器通讯协议,分别编写了与控制器进行数据读取、写入的程序。测试结果表明,通讯稳定性、实时性良好,该种通讯方式的实现也大大提高了试验的便利性。

从航空火力控制系统的发展看信息时代的火力控制

阐述了火力控制、火力控制技术和火力控制系统的概念,通过回顾航空火力控制系统的发展,总结了航空火控系统的发展趋势,分析了信息时代和网络中心战对火力控制的影响以及火力控制所面临的新形势,提出了信息时代火力控制的特点以及新一代火力控制系统研发所应采用的新方法和新工具。

AMESim仿真技术在航空动力控制系统中的应用

针对航空动力机械液压式控制系统结构复杂,建模困难的问题,分析了AMESim仿真软件在航空动力控制系统建模仿真中的优势;以航空发动机机械液压控制器的压差控制器为例,应用AMESim建模仿真技术,使用图形化建模方法建立了系统的仿真模型,分析了压差控制器的性能以及重要参数对系统性能的影响。结果表明,应用AMESim建立的航空动力控制系统模型可读性好,可修改性好,可观测性强,仿真结果具有很高的精确度。

航空公司运行控制模拟验证平台的设计与实现

为满足航空公司运行模式和工作重点发展变化对人才和科研的新需求,基于国内民航运行环境,借鉴国际先进运控系统,以模拟仿真为技术手段,嵌入计算机飞行计划软件,内置航班动态监控和机型指派优化算法,设计并开发航空公司运行控制模拟验证平台,为院校和企业提供综合训练设备,为运行控制风险评估、航班运行调整与优化等科研工作提供试验验证平台。

航空火力控制系统发展概述

航空火力控制系统伴随着航空武器和载机平台而产生 ,并随着军事的需求和技术的发展、航空武器增多与改进和载机平台的复杂化不断发展 ,但其作战使命不变。本文对航空火力控制系统的产生、发展过程进行了论述 ,分析了发展特点和系统组成 ,最后提出了一些值得注意的问题 ,并对我国航空火力控制系统的发展提出了建议。

航空火力控制系统试验概述

航空火力控制系统试验是十分重要的 ,它贯穿于整个武器火控系统的研制周期 ,是武器火控系统研制的重要内容。本文对航空火控系统试验及模拟目标进行了分类 ,叙述了试验系统的特点、基本组成以及主要内容 ,最后指出了系统试验应着重注意的若干问题 。

分布式协同架构下的航空火力控制系统研究

提出了一种分布式协同架构下的航空火力控制系统新概念。随后对这种航空火控系统能够完成的精确指示、他机探测、制导交接、远程发射和优先攻击决策5种分布式协同空战子模式进行了介绍。最后,对实现该航空火控系统所涉及到的关键技术难点进行了分析,包括编队协同火力控制系统分布式结构设计、分布式信息处理技术、分布式协同决策技术和协同攻击与引导技术。对新一代航空火力控制系统的发展具有指导意义。