轻型运动飞机发展现状

随着我国通用航空的快速发展,轻型运动类飞机因性价比高受到市场的青睐。本文介绍了目前国内通用航空发展趋势,罗列了国内外市场认可度较高的几款轻型运动飞机,经参数对比,中国智造的轻型运动飞机已达先进水平。从多角度罗列了轻型运动飞机在发展中存在的问题,为未来轻型运动飞机的发展提出建议。

基于改进双种群遗传算法的复合材料层合板铺层优化设计

针对复合材料层合板铺层优化设计过程中易出现的算法早熟及收敛慢的问题,结合多种群遗传算法和自适应遗传算法,提出一种引入自适应算子的改进双种群遗传算法。在算法过程中以对称复合材料层合板为例进行验证,通过Patran建立有限元初始模型,采用Matlab编写遗传算法主程序及数据传递程序,实现对Nastran的输入输出文件的读写,并在以Tsai-Wu准则为基础确立的适应度函数下,对复合材料层合板的铺层顺序进行优化。对比传统遗传算法,结果表明该改进算法能够明显提高优化效率,并能够有效收敛于全局最优解,对解决复合材料结构优化设计问题有一定的指导意义。

基于改进RRT-Connect的无人机航迹规划算法

针对双向快速扩展随机树(RRT-Connect)在复杂环境中路径规划的采样具有随机性问题,提出一种人工势场法与RRT-Connect算法结合的改进算法(PRRT-Connect),优化采样和扩展策略;同时采用选择性启发因子选择改进算法搜索树新节点产生的方向;最后根据无人机的性能约束对规划出的路径进行修剪以及采用三阶贝塞尔曲线对最终的路径进行路径平滑,使所规划出的路径更接近最优解。仿真结果表明:改进算法具有效率高、收敛性好、规划能力强和稳定性好的特点,并且能很好地规避突发障碍物,可以很好地解决复杂环境下无人机的路径规划问题。

基于线性自抗扰控制技术的四旋翼无人机控制系统

针对四旋翼无人机飞行控制系统存在非线性、强耦合、欠驱动和对扰动敏感等问题,设计了串级控制系统。在该控制系统中,外环位置环采用线性自抗扰控制器(ADRC),内环姿态环采用一种改进的线性自抗扰控制器。在位置和姿态控制中,将所设计的控制器与线性自抗扰控制器和PID控制器做仿真分析对比。仿真结果表明:在一定外部干扰下,所设计的控制器具有良好的解耦效果,能对总扰动进行很好的估计并补偿,提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性。

基于自适应参数的非局部立体匹配算法

针对现有非局部立体匹配算法在不同纹理图像下因选取固定参数而导致整体误匹配率偏高的问题,提出一种自适应参数的非局部立体匹配算法。对颜色差和水平及垂直方向梯度代价进行归一化处理并加权融合,通过对融合后代价作对数变换,提高了单像素匹配代价在低纹理区域表现;在色度,饱和度,纯度(HSV)颜色空间上,计算参考图的平均色度差,自适应调节代价聚合参数;经过视差选择获得视差图。实验结果表明:所提算法在Middlebury测试平台对31组立体图像对处理后的平均误差为7. 86%。在低纹理区域误匹配率进一步降低,具有更好的泛化性。

航空活塞发动机机体疲劳优化设计方法

机体可靠性差是航空活塞发动机适航取证过程中的技术难题。以某型发动机下机体为研究对象,通过模型仿真得到机体的瞬态载荷曲线并进行拟合,按实际安装对其进行约束,采用Goodman方法进行高周疲劳分析,计算机体疲劳安全系数;提出一种分离式主轴盖的设计方法,优化下机体结构,在相同载荷的条件进行对比分析;采用威布尔数学模型对机体可靠性指标进行计算验证,并对优化后的机体进行耐久测试。结果表明:下机体疲劳安全系数、整机寿命、可靠性大幅提升,该设计方法对提高类似结构可靠性有一定的借鉴意义。

基于DB小波阈值降噪的直升机旋翼不平衡故障信号处理

旋翼系统是直升机的关键部件,一旦发生动不平衡故障,可能会使直升机大量动部件产生高周疲劳,导致机械故障,甚至引发飞行事故。首先针对双跷跷板结构四旋翼无人直升机旋翼不平衡故障自身振动信号的特点和其小波基函数的特性,从信号重构能力和相关性理论的角度,确定小波分解的最优小波基函数dbN系列;同时,基于最优小波基函数db5和强制阈值降噪的思想对监测的振动信号进行强制降噪;最后,运用小波包分解重构提取表征故障信息的前8阶小波包能量谱特征向量,提取的特征向量具有较好的区分性,为后续的故障诊断模式识别提供数据基础。

基于LESO的PID-RSLQR四旋翼姿态控制研究

为提高四旋翼无人机的飞行稳定性和系统的鲁棒性与控制精度,将姿态控制分成两个控制环路,即角度环路与角速率环路,针对姿态角、姿态角速率分别设计PID控制器与鲁棒伺服LQR(RSLQR)控制器组成双闭环回路姿态控制.考虑到四旋翼在飞行过程中受到的外部不确定性扰动和内部模型误差等因素的存在,在姿态角速率环加入一阶线性扩张状态观测器(LESO)来实时观测外扰和内扰并对其进行补偿.通过仿真和实验对比,验证了所提出算法的有效性和鲁棒性.