终端区域4D导引的高度剖面与速度剖面研究

对终端区域 4 D导航中高度剖面和速度剖面生成的基本算法进行了研究。结合已经开发的水平轨迹计算方法 ,生成终端区域的 3 D飞行剖面和速度剖面 ,然后产生 4 D导航指令 ,利用已生成的 4 D导航指令可在终端区域引导沿直线或曲线飞行的飞机在规定的时间到达指定地点 ,从而实现终端区域的 4 D导引。最后对某民航运输飞机进行了数值模拟 ,由计算结果可看出风对 4 D导航的速度剖面有较大的影响 ,结果还表明该方法计算量小 ,只需输入少量的参数就能生成 4

一种基于速度-高度剖面的再入制导算法

针对传统数值预测校正制导指令实时性难以保证的问题,考虑当前及终端状态约束,利用卡尔曼滤波估计速度中点对应的无量纲高度,获得满足再入约束的速度-高度飞行剖面,进而获得对应的倾侧角指令。该算法中,每次制导指令产生仅需要两次单变量积分运算,有效降低了计算资源消耗。在再入段飞行末端,针对速度-高度拟合系数求解奇异问题,在当前速度与末端速度之差小于一定的阈值时,跟踪最后一次规划产生的标准飞行剖面生成倾侧角指令,提高算法收敛性。仿真表明,该算法计算量小,制导精度高,具有较强的鲁棒性和工程应用潜力。

太阳能飞机循环飞行的高度剖面能量策略

为满足设定的太阳能飞机多日连续飞行条件,依据飞行过程中当前时刻的飞行高度、光伏输出功率、动力电池组余量等系统状态参数,研究如何分配动力电池组充放电和电推进系统输入等功率。所用策略立足于实时功率平衡,充分利用正午前后的光伏峰值功率用于飞机爬升及充电,在午后下滑过程中利用全部光伏输出,以最大化利用光伏资源;在光伏有效输出不足时则以一定的维持功率下滑,使能量的综合损失最小。方法能够提高以预定夜间飞行高度连续多日续航的成功率,提升飞行高度、纬度、季节范围或搭载能力,或者拓展这几种飞行条件的组合域,优化太阳能飞机的适用性。

高度-速度剖面内再入轨迹快速规划

提出一种升力式再入航天器进入稠密大气后的轨迹规划方法。在预先设定攻角剖面的前提下,利用路径约束(驻点热流、动压和过载)在高度-速度(H-V)剖面内直接获得轨迹下边界;利用终端约束确定以轨迹下边界为基准的高度增量,进而通过下边界与高度增量的加和形成满足要求的再入轨迹。其中,增量的形式选取为分段二次型函数,其大小可通过割线法快速获得。倾斜角大小可根据纵向动力学方程反解得到,其方向依据航向误差角走廊确定。通过对典型工况的仿真,结果表明所提方法能够快速规划出再入轨迹,且适应性好。

FMS爬升阶段的垂直轨迹预测算法研究

本文给出了一种爬升阶段的垂直轨迹预测算法,考虑爬升过程中的速度约束和高度约束,计算爬升的速度剖面与高度剖面,并考虑预测时所处的大气环境,基于飞机数学模型计算爬升轨迹预测所需的飞机性能数据,提供了一种高精度和高可信度的爬升阶段的垂直轨迹预测方法,最后通过仿真环境验证了算法的有效性与准确性。

一种攻角剖面可实时修正的再入制导算法

针对高超声速滑翔飞行器预测校正制导计算效率低的问题,提出一种基于攻角-速度剖面实时修正的预测校正制导算法。利用准平衡滑翔条件将再入过程约束转化为高度-速度剖面下的飞行走廊,设计三段式的飞行剖面进行轨迹规划以满足终端状态约束。纵向剖面在事先设定的攻角剖面的基础上,通过建立攻角增量与剩余航程增量间的映射关系,反解计算攻角修正指令,以满足航程约束。侧向制导通过航向角偏差走廊确定倾侧角符号,控制侧向的机动。数值仿真实验验证了算法能够同时满足终端速度、高度以及航程约束,且计算耗时短,具有一定的鲁棒性。

基于基本飞行模型的4D航迹预测方法

为快速准确地预测民航飞行航迹,提出了基本飞行模型的概念.按飞行阶段特点用基本飞行模型构建水平航迹、高度剖面和速度剖面,根据航迹特征点的飞行状态信息(位置、高度、速度和航向)拟合生成完整的4D航迹.离场程序仿真算例与实际飞行数据比较表明,基本飞行模型航迹预测方法可以快速得出航迹特征点和到达航迹特征点的时间.

终端区四维飞行航迹的计算

精确的航迹预测能力是空管自动化系统的基础。首先对四维航迹计算所需的数学模型、飞机性能模型和航路模型等进行了总结,然后以北京终端区为例,根据标准仪表进、离场程序并结合常规的飞行操作程序算出了飞机的水平飞行轨迹、高度剖面和速度剖面。

观演建筑的观众厅平面形式和空间尺寸研究(下)

研讨观演建筑观众厅平面形式和空间尺度,具体研究观众厅平面面积、平面形式、剖面高度、剖面形式、人均容积、座距与排距等,介绍国外已建成著名观众厅及国内部分新建观众厅数据。

观演建筑的观众厅平面形式和空间尺寸研究(上)

研讨观演建筑观众厅平面形式和空间尺度,具体研究观众厅平面面积、平面形式、剖面高度、剖面形式、人均容积、座距与排距等,介绍国外已建成著名观众厅及国内部分新建观众厅数据。

反时敏目标机动再入飞行器滑翔制导方法

针对多约束条件下反时敏目标任务需求,开展了基于轴对称侧滑转弯(STT)控制的机动再入飞行器滑翔制导方法研究,提出一种纵向和侧向共同实施的在线自主制导方法。纵向通过高度-射程(H-R)剖面与高度-速度(H-V)剖面联合设计,在满足约束的可行域内快速生成一条参考轨迹,并根据目标变化实时修正,同时完成参考轨迹跟踪。侧向通过引入当前需用速度和目标位置变化信息,推导了闭环制导方法,实现速度控制与目标位置跟踪。仿真结果表明,本方法可兼顾轨迹生成快速性和响应目标位置变化,能够在满足过程约束与终端约束要求下完成制导任务。

一种基于参数在线辨识的最优再入制导算法

为提高升力式飞行器再入飞行最优性及参数不确定条件下的制导精度,研究了一种基于参数在线辨识的最优高度-速度剖面跟踪制导算法。首先,采用分段三次多项式拟合飞行剖面,利用序列二次规划算法(SQP)优化获取最优分段点位置及飞行剖面系数,得到了一种满足总吸热量最小的高度-速度飞行剖面规划算法,并根据待飞航程与待飞航程预测值偏差确定是否进行重规划。其次,利用反馈线性化方法和航迹倾角偏差修正解算制导指令,并通过增广渐消记忆扩展卡尔曼滤波对不确定性参数在线辨识,利用辨识结果实现对制导指令的修正。最后,通过航迹偏角走廊控制倾侧角反号,实现侧向制导,完成跟踪制导算法设计。仿真结果表明,这种基于参数在线辨识的最优飞行剖面跟踪制导算法适应性强,计算速度快,具有较高的制导精度和一定的工程应用潜力。

基于解析剖面的时间协同再入制导

针对高超声速滑翔飞行器再入段时间协同制导问题,提出一种基于高度-速度剖面的预测校正协同制导律。首先在高度-速度剖面内设计了参考轨迹,利用两个轨迹参数在线预测剩余飞行航程和时间;通过数值算法校正两个轨迹参数以满足航程和时间约束并求取实际控制量,结合侧向航向角走廊实现了单飞行器的时间约束再入制导。在此基础上分析了飞行器的时间可调范围,针对多飞行器协同再入任务设计了协同飞行时间和协同策略,实现了时间协同再入飞行。该策略考虑到再入过程中的通讯困难,避免了弹间通讯,且充分利用了飞行器纵向动力学,时间可控范围较大,更加适用于实际的再入过程。仿真结果说明了时间约束再入制导律对时间的可控性和协同策略的有效性。

基于Kalman滤波的空天飞行器再入制导算法

针对空天飞行器应用传统数值预测校正再入制导算法实时性不佳的问题,提出一种基于Kalman滤波的预测校正制导算法。该算法采取四阶多项式拟合速度-高度飞行剖面,利用Kalman滤波估计选定的速度点对应的高度,得到满足再入走廊及航程要求的拟合系数。在此基础上,减少一个终端约束,增加一个待估计剖面参数,可实现对再入过程飞行时间的调节。研究发现,再入过程中通过在线辨识修正不确定性参数能够提高制导指令的适应性;飞行末段利用跟踪参考剖面制导可有效避免飞行速度与终端速度接近时发生拟合系数求解发散的问题。多组不同再入条件下的算例仿真结果表明,基于Kalman滤波的空天飞行器再入制导算法实时性好,制导精度高,能够实现飞行时间可控,具有较强的鲁棒性和工程应用潜力。

考虑攻击角度和时间约束的再入轨迹规划方法

针对考虑终端横向攻击角度和时间约束的再入轨迹规划问题,提出了一种纵向轨迹和横向机动轨迹相结合的高超声速飞行器再入轨迹规划方法。首先,通过再入飞行过程约束得出高度-速度剖面内的再入轨迹边界,利用改进的两个高度系数控制的高度-速度剖面规划多项式得出飞行器再入轨迹纵向剖面;然后,根据终端横向攻击角度约束预设导航点,规划出满足条件的横向机动轨迹。此外,通过对两个高度系数的调整可实现在航程不变的情况下对飞行时间在一定范围内的调节。仿真结果表明:该方法能充分适应具有攻击角度和时间约束的再入轨迹规划任务。

Profile Distributions of Dissolved and Colloidal Phosphorus as Affected by Degree of Phosphorus Saturation in Paddy Soil

Soil dissolved phosphorus (P) and colloidal P mobilization could be closely related to the degree of phosphorus saturation (DPS). Effects of a wide range of DPS on the distributions of dissolved P and colloidal P in a paddy soil profile were investigated in this study. Dissolved P and colloidal P in water-dispersible soil colloid suspension increased obviously with increasing DPS. The change point of DPS was at 0.12 by using a split-line model. Above the value, dissolved P (3.1 mg P kg-1 ) in soil profile would increase sharply and then transfer downward. Compared with dissolved P, colloidal P was the dominant fraction (78%-91%) of P in soil colloid suspension, and positively related to DPS without a significant change point. The high release of colloids in subsoils with low DPS was attributed to the low ionic strength and high pH value in subsoils. The DPS also had a significant and positive correlation with electrical conductivity (EC), but it showed a negative correlation with pH value. However, the concentration of colloidal P was not greatly correlated to the pH value, EC and optical density of the soil colloid suspension. The results indicated that DPS was an important factor that may affect the accumulation and mobilization of water-extractable colloidal P and dissolved P.