利用实时频率响应技术确定X—36飞机稳定裕度

X－36遥控驾驶飞机是用来演示无垂尾敏捷战斗机构型关键技术的。1997年11月在爱德华兹空军基地Dryden飞行研究中心，X－36非常成功地完成了31项任务试飞计划。为了便于开环传递函数的估计，X－36飞控系统结构在每个轴只包含单一的控制通道。由于利用频率响应技术实时估计单输入，单输出开环传递函数允许X－36飞机飞行包线的扩展快捷而安全。应用实时稳定裕度（RTSM）法获得的飞行数据为深入了解控制律性能够提供了条件并指出了改善稳定裕度所需的变化。此外，RTSM的能力也极大地增加硬件闭环模拟效率并显著减少控制律开发时间。RTSM频率响应技术可在遥测位置使用，能提供有效的声音和数据通讯。本文给出为X－36试飞计划开发的实时稳定裕度测量技术并伴有模拟及试飞结果，同时也叙述了对X－36飞机横侧控制机构多输入多输出奇异值分析的实时应用。     

美国NASA德赖登综合试验设计概述

正在美国NASA艾姆斯研究中心的德赖登飞行研究所（ADFRF）建造的综合试验设施（ITF）将为新型研究机提供新的实时试验能力，概述了这套综合试验设施以及正在开发用于这套特殊设施的实时系统，ITF通过尽量缩小飞行试验环境与地面试验环境之间的差别来减小飞行试验的风险，通过将实时飞行模拟与实际飞行相结合的方法提供地面试验环境，介绍了ITF实时系统的总体功能，实时数据记录和遥控增稳飞行器（RAV）监测系统，此外，还介绍了将模拟应用于飞机在回路中的试验以及RAV监测系统的功能应用于X－29A飞行研究计划的优越性。     

基于喘振裕度估计模型的发动机高稳定性控制

为解决超机动飞行中发动机喘振裕度不可测量的难题,提出一种发动机喘振裕度的建模方法.喘振裕度的模型分为常规飞行时的无畸变模型与超机动飞行时的损失量模型两部分.无畸变模型是基于喘振裕度特征选择算法筛选最优模型输入,以非线性拟合方法建模实现;损失量模型则基于在线攻角预测模型实时评估发动机进口畸变度,进而计算获得.而后利用上述估计模型对发动机的稳定性进行实时预测,在不改变发动机原控制回路的基础上,对涡轮落压比控制指令进行喘振损失补偿,实现高稳定性控制.最后,通过大攻角机动飞行的数字仿真,验证了上述方案可以准确控制发动机喘振裕度在11%~13%,保证了发动机工作的稳定性和高效性.      

MIMO系统稳定裕度的几个定义

在介绍了单输入单输出（SISO）系统稳定裕度的基础上，重点讨论了多输入多输出（MIMO）系统的稳定裕度，给出了MIMO系统稳定裕度的几种定义并分析了各种定义的优劣，最后指出了MIMO系统需要进一步研究的问题。     

多变量飞控系统稳定裕度与品质关系的研究

采用系统回差阵的最小奇异值结合通用幅值－相角估算图的方法,研究了多变量系统的稳定裕度与品质间的关系问题。结果表明：量测阵Ｌ置于被控对象的输入、输出端时所得到的稳定裕度有很大差异;当量测阵Ｌ置于输出端时,估算出的稳定裕度大致反映了系统的品质,二者之间有类似于单变量系统的稳定裕度与系统品质间的关系。     

航空发动机先进控制概念和高稳定性发动机控制系统研制

简要介绍了近年来航空发动机控制概念和设计思想的发展趋势，着重分析说明了高稳定性发动机控制技术，高稳定性发动机控制技术的特点是将控制的重点放在单个部件上，通过减小部件稳定裕度要求或扩大部件稳定性工作范围来提高部件的性能并实现系统收益。习行试验结果表明，这种控制方法可以较精确地估算和适应发动机进气道畸变并进行实时控制，降低了对设计失速裕度的要求，提高了发动机性能和稳定性。     

直升机非线性的稳定性分析

建立了直升机的描述函数,分析和研究了非线性条件下直升机稳定性和极限环振荡情况,导出了极限环振荡情况下纵向操纵位移计算公式和稳定裕度计算公式,并根据Z—8飞机飞行试验数据进行了验证计算和误差分折。计算结果表明,本文的方法可用于各种直升机的设计估算和飞行试验数据处理,是一种非线性闭环分析方法。     

飞行中直升机频率响应试验方法

为更好定义直升机稳定性裕度和操纵特性，最近在CH－53E直升机上完成了一项综合试验和分析研究计划，该计划称做C／MH－53E技术评估计划（TEP），包括114小时的飞行试验，机身静挠度试验，全机悬吊振动 试验和广泛的模型分析研究。广泛的飞行试验实际是飞行振动试验，试验是在无外挂载荷和带有10000，20000，25000和30000 1b的单点和双点外挂载荷的基本型直升机上进行的，激励输入从低振动水平开始并逐渐增加到机体结构和发动机振动极限，即增加到机组振动容差极限。使用控制系统开，闭环稳定技术在悬停时及以70kn速度进行了试验，使用离散频率，组合正弦，连续频率扫描和飞行员诱发输入，通过波特图确定了飞机和控制系统的响应特性，开发的技术变成了适合于与从先进通用直升机模型导出的稳定性分析预测值进行比较的标准。     

飞行力学和飞行控制试飞技术

为了适应高增益,全权限数字电传操纵系统飞行试验的需要,利用已研制成功的多台地面飞行模拟器和ＢＷ－１纵向,ＩＦＳＴＡ三自由度空中飞行模拟试验机,模型自由飞研究以及具有现代先进水平的机载数据采集记录和地面实时监控系统等设备和技术手段,进行了电传飞机的飞行品质和飞控稳定性等问题的研究,包括试飞输入设计,电传飞机飞行品质,电传飞控系统稳定裕度等。最后,提出了对下一代飞机飞行力学和飞行控制方面需要研究的试飞     

直接力控制飞机的操纵品质判据—频带宽度

介绍了直接力控制飞机的操纵品质判据——频带宽度,给出了频带宽度的定义和限制,讨论了频带宽度的机理。它是根据人机闭环系统理论的基本原理,在开环频率响应特性中进行测定研究的。同时还讨论了确定频带宽度的飞行试验、模拟试验和计算方法,该方法简单且便于应用。     

实时数据处理技术在稳定裕度试飞中的应用

介绍了稳定裕度试飞流程和稳定裕度实时数据处理软件的设计思路,讨论了稳定裕度实时数据处理系统的数据流程和如何建立飞行试验数据库,最后给出了系统经过试飞验证后的几点结论。     

基于辅助进气门的进气道/发动机一体化稳定性控制研究

为了实现发动机在大机动飞行时高品质稳定运行,提出了一种基于辅助进气门调节的进气道/发动机一体化稳定性控制方法。基于进气道CFD模型,通过飞行条件和辅助进气门开度计算出口性能参数,考虑总压畸变对风扇特性的影响,建立了进气道实时模型和总压畸变模型,并将其与发动机部件级模型匹配,建立进/发一体化模型。为了直接控制发动机安全裕度,选取发动机部分可测参数作为输入,通过非线性拟合方法建立风扇喘振裕度实时估计模型,相比于直接压比控制可以充分发挥发动机的潜能。进/发一体化控制是通过调节辅助进气门开度,控制进气道出口总压恢复系数,以满足发动机进口截面需求,并基于H∞鲁棒控制实现对发动机的转速和安全裕度的控制。仿真结果表明,所提出的方法可以实现发动机在大机动飞行过程中安全稳定工作,推力损失不超过2%。     

模拟技术在飞行试验中的应用

在采用试验机研究一种全新的气动布局飞机过程中,模拟技术扮演着日益重要的角色。 通常用于研究飞行试验的模拟可分为五类:非实时(分批处理)模拟、实时全软件模拟、硬件环路模拟、铁鸟模拟、飞机环路模拟。其中分批处理模拟不与模拟座舱相连,而是单独在使用者的工作台上操作。实时全软件模拟包括模拟飞机座舱但不包括飞机的其它部分;硬件环路模拟系统是在实验室中使飞行与模拟计算机对接,它用来支持造价比较低和容易控制环境下的飞行计算机试验。“铁鸟”习惯于用来代表完全用于地面试验的飞机,     

高稳定性发动机控制飞行试验结果

由刘易斯研究中心出资并管理的高稳定性发动机控制（HISTEC）计划的目的,是发展和飞行验证一种先进的高稳定性一体化发动机控制系统。这种系统是用实时测量方式来预估进行道压力畸变,以增强发动机的稳定性。飞行验证的在德赖登飞行试验研究中心的一体化先进控制技术研究机（ACTIVE）F15上进行。飞行试验的构型研究目标的详情以及为达到这些目标而运用的飞行试验矩阵将在本文中阐述。飞行试验结果表明,这套设计方法可以精确地估计畸变并能对发动机调节进行实时控制。     

IFSTA输出响应反馈法的极点配置

介绍空中飞行模拟试验机变稳纵向控制系统输出响应反馈法的极点配置，该方法可处理单输入一多输出系统中反馈量的个数小于方程阶数的极点配置问题，理论与实践表明：该方法在应用到单变量控制的变稳纵向控制系统中的极点配置时，具有足够高的精度。     

简讯

这架X—45A在德莱顿飞行研究中心进行了持续约30分钟 的首飞,飞行高度达到 2286米, 速度达到361千米/小时。第二架X—45A加入飞行试验计划后,将加快试验进度;该机将先进行飞行适航试     

飞行试验数据驱动的涡扇发动机模型辨识

为实现航空发动机飞行试验实时监控,分析整理了涡扇发动机实际飞行试验数据,并以三层前向人工神经网络为基础,通过引入输出层反馈至输入层,形成该涡扇发动机的NNARX模型。对包括高压转子转速在内的11个发动机关键参数变化模型进行研究,并在额外架次全程飞行试验数据上验证和讨论辨识模型的推广能力。结果表明,辨识模型样本点上最大相对误差在5%以内,辨识模型可以应用到该型发动机的试飞实时监控中,同时也可为后续建立涡扇发动机的全包线自适应实时监控模型提供参考。     

BW—1变稳飞机纵向地面伺服弹性问题试验研究

本文介绍我国第一架变稳定性飞机纵向地面结构模态耦合试验。这架试验机上安装有我国第一套数字式气动变稳飞行控制系统,这类飞机上不允许地面共振现象存在。通过地面试验可以确定出系统的结构稳定性裕度,进而使用结构滤波器抑制飞行控制系统与飞机弹性结构之间的耦合,保证试飞安全.     

有关飞行计划处理系统（FDPS）建设若干问题的探讨

飞行计划处理是指空中交通管制部门对飞行计划的输入、飞行计划的补充、飞行进程单的产生等进行处理。早期的飞行计划数据处理是基于空中交通管制员的手工操作和大脑记忆。随着计算机技术和数据库技术的发展，在空中交通管制领域中已逐步应用计算机技术和数据库技术对飞行计划的输入、飞行计划的补充、飞行动态的显示、飞行进程单和（或）电子数据显示（ED）信息的产生、与雷达数据处理系统（RDPS）的相关以及与这些数据有关的任何信息的处理。即使是多部雷达联网，雷达的探测范围总是有限的，在雷达能探测到飞机之前，管制员借助飞行计…     

用于直升机频域系统识别的频率响应灵敏度函数

本文论述了基于频域的状态空间系统识别的一些见解。发展了一种频率响应灵敏度函数,并用于依据模拟频率扫描数据识别耦合旋翼－机身直升机模型问题。这种函数表示,在所研究的每个频率上,模拟频率响应对模型参数扰动如何敏感。通过表明什么频带和什么输入最适合于参数的识别,这种信息可用于改编识别程序。本文还给出了用于高效计算这种灵敏度函数导数的公式。这就能够更快地实现频率响应匹配的精度矩阵的计算。这种技术的一种可能的应用是单独的低频飞行试验和较高频的旋翼风洞试验识别耦合的旋翼－机身系统。结果证明,使用频率响应灵敏度函能够有助于使一般留待分析人员判断的决定自动化。