横航向等效系统拟配应用研究

本文主要介绍实际应用转轴法进行横航向等效系统拟配的方法和体会。以某飞机为例进行了横航向等效系统的拟配,并以此对该飞机横航向模态特性及飞行品质进行了初步研究.     

某战斗机横航向飞行品质分析

为了评价现代飞机的飞行品质特性,通常采用的方法是用一个低阶系统去等效拟配真实的高阶系统。本文根据MIL-HDBK-1797中提出的横航向低阶等效拟配模型,对某三代战斗机两种典型状态的横航向飞行品质进行分析。在拟配过程中,首先用一简化的荷兰滚航向低阶等效系统模型进行等效拟配,将拟配结果作为横航向全拟配等效模型的初值,计算结果表明该战斗机具有良好的横航向飞行品质;等效拟配系统具有很小的失配度,能够真实的反映出该型飞机的横航向品质特性。     

关于飞机横航向模态等效参数的确定

本文用阻尼最小二乘法在频率域内拟配装有控制系统飞机的横向运动,确定其模态的等效参数.文中针对飞机横航向运动耦合较紧,引入控制系统后飞机模态特性变化的特点,采用多种等效系统的数学模型,通过拟配对比,从中得出了较好的又简单的横航向等效系统模型。并根据飞机横航向运动的特点,提出了拟配时初值选取的原则,拟配实践表明,初值选取原则是可行的,拟配效果较好.最后,将拟配得出的等效系统和高阶系统,分别在简易飞行操纵模拟器上进行人一机闭环操纵模拟试验,两系统的反应基本一致。     

结冰对飞机横航向飞行品质的影响

针对结冰后飞机横航向飞行品质问题,引入结冰影响模型,对不同结冰条件下的飞行动力学特性进行仿真。基于仿真结果和典型模态特性,利用等效系统拟配原理在时域范围内对飞机结冰后的滚转角变化进行了分析。提出基于典型模态下对飞机横航向时域响应进行拟合,从而计算出结冰后横航向模态特性参数的方法。根据计算结果,分析了不同结冰严重程度对飞机横航向飞行品质的影响。仿真结果表明,结冰后飞机横航向模态特性变差,飞行品质发生降级,对飞行安全构成了严重威胁。     

模式搜索法在飞行品质评价中的应用研究

飞机的飞行品质对飞行安全十分重要。本文针对飞行品质评价中的低阶等效系统拟配问题,利用模式搜索法对飞机的横航向运动低阶模型的未知参数进行辨识。结果表明,使用模式搜索法的拟配效果良好,且不受初值的影响,通过算法优化,使运算效率大大提高。     

某型飞机横航向飞行品质研究

在分析横航向飞行品质评估准则和方法的基础上,利用等效系统法对某型先进战斗机进行了横航向等效系统拟配,在时域、频域内验证了拟配结果。按照美军现行的MIL-STD-1797A规范对该型飞机横航向飞行品质做出了评估,重点分析了操纵系统中反馈通道对横航向飞行品质的影响。研究结果对带电传操纵系统的第三代飞机的作战使用与飞行品质潜能的发挥有一定的参考价值。     

飞机横航向模态模型的选择

评价有人驾驶飞机的操纵品质，要求将高阶飞机系统用一个动态特性等效的低阶系统来代替。由于飞机横航向等效系统比较复杂，如何选择恰当的模型进行辨识是一个很重要的问题。依照军用规范，通过对飞机横航向运动等效系统模型的建立，分析了在××飞机铁鸟台架试验过程中，在信号激励下飞机横航向运动的几种模态的运动情况，并依此模型进行辨识，得到飞机横航向模态的品质参数，取得很好的计算结果。     

某机横航向电传操纵系统等效拟配计算

本文采用等效系统方法,对某机横航向电传操纵系统进行了等效系统拟配计算,给出了一些飞行状态的等效计算结果及初步分析,并按照MIL-F-8785C有关条款进行飞行品质评定。结果表明,等效系统拟配方法可行,拟配程序可用,拟配结果可信;采用等效系统辅助系统参数选择获得较好的效果.     

横航向等效系统拟配方法探讨

检查带有飞行控制系统飞机的飞行品质指标的一种途径是采用等效低阶系统拟配完整的高阶系统。本文根据一些算例,就横航向等效系统的拟配方法进行探讨,给出了适合于工程应用的、简单的拟配方法。     

遗传算法在等效系统拟配中的应用

采用遗传算法 ,对某机横航向操纵系统进行了等效系统拟配计算 ,并对遗传算法中控制参数和变量初始区间的设定进行了分析。结果表明 ,遗传算法在等效拟配计算中有效可用 ,并且在保证算法收敛和拟配结果合理方面有很强的优势。     

横航向飞行品质对参数的灵敏度分析

使用等效系统评价方法,根据数值计算结果分析了全权限电传操纵飞机从小迎角到失速迎角横航向飞行品质对于气动参数变化的灵敏度。结果表明飞行品质对操纵效能变化很灵敏,对横向气动导数变化又较航向灵敏,特别对于高增益、强调横向操纵飞机更为如此。同时建议飞控系统横航向通道随迎角调参,以确保在更宽的迎角范围内具有满意的飞行品质。     

遗传算法在等效系统拟配中的应用

针对遗传算法在全局搜索性能与收敛速度之问的矛盾采取了一些改进措施．并将其应用于飞机飞行品质评定的等效系统拟配计算中，解决了传统拟配方法参数初值不易选取的问题。仿真结果表明了遗传算法在等效系统拟配计算中的可行性和有效性。     

飞机横航向飞行品质地面模拟试验

给出了飞机空间全姿态运动方程和发动机推力的数学模型；介绍了飞机横航向飞行品质指标的计算方法并进行了计算，其结果与作图法的结果相比误差较小，表明计算方法正确、可靠。同时还讨论了目标瞄准设计的基本原理。最后提出了飞机飞行品质指标的五种试验方法，通过模拟试验，证明所提出的试验方法正确、有效，可用于飞机飞行品质的研究，对飞机设计和其它飞行试验课题也有参考价值。     

H_∞控制理论在飞行力学中的应用

 对 H_∞ 控制理论在飞行力学中的应用进行了研究。以典型战斗机的横航向飞行机动为例,介绍了将飞行控制系统设计问题转化为标准的 H_∞ 控制问题,继而进行 H_∞ 控制器设计,以提高其机动特性的鲁棒性。采用显模型跟踪技术,飞行品质的要求包含在反映状态变量侧滑角、稳定轴角速率对指令输入响应的理想模型中,通过使理想模型输出和实际对象输出之间的加权误差最小,同时保证控制面不饱和来达到控制的目的。计算结果表明,在飞机模型气动参数存在不确定性的情况下,增广系统达到了期望的性能指标,显示出良好的鲁棒性。     

垂直/短距起降飞机的控制仿真技术

针对垂直/短距起降飞机的特点,通过在某型飞机上虚拟加装升力风扇系统,建立了垂直/短距起降飞机的动力学模型,提出了垂直起降阶段垂向、纵向、横向和航向的控制方式并完成了控制律的设计与验证。研究结果表明,所建立的垂直起降动力学模型能够描述垂直起降飞机的动力学特点,提出的控制方式和设计的控制律能够有效地控制飞机实现垂直升降、侧飞、偏航、前飞和后飞等运动,可用于垂直起降飞机的飞行品质、起降程序的设计和验证等相关方面的研究。     

现代超声速战斗机横航向模态特性计算

首先推导了适用于某第三代超声速战机横航向运动方程的传递函数,然后对三种等效系统方法进行了对比分析,选用了效果较好的方法,并验证了计算模型,最后,对某战斗机的横航向模态特性进行了计算,结果表明,推导了模型正确,控制系统对某点头机横航向飞行吕质的改善作用明显。     

弹性飞机纵向稳定性分析

本文讨论弹性飞机的纵向稳定性问题。包括带与不带飞行控制系统两种情况。文中通过算例,分析讨论弹性飞机的总体运动模态和弹性运动振型之间的藕合以及弹性飞机本身和飞行控制系统之间的耦合。分析与计算表明,带有飞行的控制系统的飞机,其结构弹性变形运动对纵向稳定性的影响,即使对于算例中的“小”飞机,也是不可忽视的。飞机的弹性影响,不但会降低飞机的飞行品质,有时还会引起飞机与系统之间的耦合不稳定。     

电传操纵飞机起飞着陆动态特性仿真研究

 以刚体系动力学理论为依据,结合飞机起飞着陆运动学特征,建立了起落架-机身组合刚体6自由度全量飞机方程。提出的阶跃跟踪驾驶员时域数学模型,有助于评价起飞着陆阶段人-机系统的飞行品质。然后建立机械操纵系统、电传操纵系统的数学模型,并编制非线性全量时域仿真程序,对起飞着陆动态特性做出了综合的全面的定量分析,其结果与试飞情况吻合。