飞机对大气紊流响应的分析方法

本文分析飞机对大气紊流响应的方法归纳为三大类:离散突风分析、相关函数与频谱分析和最坏确定性输入分析。简要介绍并比较了三类分析中有代表性的方法,即一般离散突风法、功率谱密度法和统计离散突风法。应用最坏确定性输入分析的统计离散突风法,在线性定常及高斯突风输入的情况下与功率谱密度法严格一致,且能处理非定常非线性问题,因此进一步发展这种方法是很有意义的.     

随机过程等效确定性输入函数的计算方法

本文推导了求解多维互相关随机过程的等效确定性输入函数的基本公式。基于这些公式,可以使用确定性的方法在时域内计算线性系统对一组平稳随机过程输入响应的均方值。本文的结果可应用于分析研究飞行器对大气紊流的响应和一般工程中的随机控制问题。     

对等效确定输入技术的改进及其在大气紊流中的应用

本文对现有的等效确定输入技术(EDT)进行了分析,指出了现有EDT存在的不足。给出了等效确定性过程应具有的一些性质,以及满足此性质的一种更为简便适用的求等效确定性过程的方法,并把它用于求Dryden大气紊流的等效确定性输入过程.     

多输入一多输出频响函数估计

以有限富氏变换为基础,研究多输入-多输出频响函数估计的一般原理。讨论了各种可能的输入形式,其中确定性信号输入是一种新方法。它在试验时间、数据采集和处理量、识别精度等方面都比目前流行的随机输入要好;硬件配置也较简单,甚至可以只用双通道FFT分析仪来实现。 以上述理论为基础发展了在PDP11/23微机上运行的6输入-多输出频响函数估计程序,可以选择4种工作方式:（1）确定性;（2）周期随机;（3）瞬态随机;（4）连续随机激励。在自由-自由梁和直升机尾桨等实物上的实验应用成功。结果表明,采用确定性输入最好。     

大气紊流频谱与飞机响应的几个问题

 本文推导了各向同性紊流速度及其任意阶梯度间的相关函数和频谱函数的一般表达式,并分析了频谱函数对空间频率的奇偶性。对现有文献和飞行品质规范中几个含糊不清的问题进行了阐述和澄情。对飞机纵向大气紊流响应进行了研究计算,得到了一些有意义的结论。     

MATLAB电力系统模块中频谱分析的实现

给出了利用电力系统模块(PSB)工具箱对仿真波形进行频谱分析的一种新方法.该方法以MATLAB提供的PSBFFT_SCOPE函数为基础,对其输入变量加以改造,克服了其不能应用于变步长算法模型频谱分析的缺陷,拓宽了在PSB工具箱中进行频谱分析的范围.实际仿真结果表明,该方法分析正确,使用简捷,在实际仿真过程中是切实可行的.     

垂直起降运载火箭返回轨迹不确定性优化

针对垂直起降运载火箭一子级在返回着陆的过程中存在的参数不确定性,提出了一种基于非侵入式多项式混沌展开的序列优化和可靠度评估的返回轨迹不确定性优化方法。首先,建立了返回多飞行段轨迹在确定性条件下的优化模型。然后,为同时兼顾轨迹的鲁棒性和可靠性,建立了由鲁棒最优目标函数、基于可靠度的路径约束和鲁棒等式约束组成的不确定性返回轨迹优化模型。最后,基于非侵入式多项式混沌展开方法对鲁棒目标函数和等式约束进行量化处理,将原随机鲁棒优化问题转化为高维状态空间中的等价确定性优化问题;为提高路径约束的可靠度评估效率,基于非侵入式多项式混沌展开方法对最可能点法进行改进,进一步发展了序列优化和可靠度评估策略。数值仿真结果表明,所提出的不确定性优化方法具有较好的鲁棒性,可以满足工程可靠性指标要求,同时还具有较高的精度和计算效率。     

随机模糊测试的确定性

论述了模糊测试确定性和随机模糊测试确定性的概念,以及测试确定性、征兆－成因隶属函数与随机征兆信号概率密度函数之间的关系。建立了随机模糊测试系统的模型。在此基础上提出了模糊测试确定性的量化指标——确定度测试的计算公式,分析了它与征兆－成因隶属函数的关系;分析计算了随机征兆信号的概率密度函数对隶属函数和测试确定度的影响。     

冲激响应成像法

对旋转目标雷达回波信号频谱的分析得知,任一方向的回波频谱都是目标散射函数在此方向的一个被雷达发射信号频谱加权后的切片。根据回波频谱的这一特性,本文提出了利用目标冲激响应成像的方法,推导了成像公式与点扩展函数(由点扩展函数知,这种成像方法的成像质量仅与雷达发射信号的频带有关,而与具体的频谱无关)。     

冲激响应成像法

对旋转目标雷达回波信号频谱的分析得知,任一方向的回波频谱都是目标散射函数在此方向的一个被雷达发射信号频谱加权后的切片。根据回波频谱的这一特性,本文提出了利用目标冲激响应成像的方法,推导了成像公式与点扩展函数（由点扩展函数知,这种成像方法的成像质量仅与雷达发射信号的频带有关,而与的具体的频谱无关）。     

多输入气动伺服弹性系统抗阵风不灵敏性研究

针对飞机多输入 /多输出气动伺服弹性系统的抗阵风不灵敏性进行理论分析与计算验证。对于耦合的多回路飞行控制系统 ,建立弹性结构、非定常气动力和控制系统构成的气动伺服弹性分析模型 ,根据现代控制理论中的鲁棒分析技术 ,以系统回差矩阵的奇异值理论为基础 ,应用系统抗干扰不灵敏性的判据 ,确定气动伺服弹性系统对阵风外干扰保持不灵敏性的能力。以某型飞机横侧向耦合控制系统为对象 ,采用 Dryden谱形式的大气紊流模型作为外部阵风干扰 ,对系统的不灵敏性及阵风响应进行计算、分析和比较     

LQG控制理论在阵风载荷减缓系统中的应用

针对D ryden频谱函数,通过有理谱成形理论,建立了阵风的线性化模型。明确了阵风对飞机的扰动机理后,以某型飞机为对象,建立了包括阵风过程、舵机系统和飞机模型的纵向动力学増广模型。以该增广模型为设计对象,应用LQG控制理论,设计了阵风载荷减缓系统。仿真结果表明,该系统能有效减缓阵风对飞行过载的影响。     

加劲板的二维复合型广义J积分

 本文以虚功原理与本构方程为基础导出了加劲板二维复合广义J积分J₁与J₂,证明了它们的收敛性、守恒性并且导出了J₁、J₂与应力强度因子K₁K₁的关系。在此基础上,本文采用两种有限元计算了含有斜裂纹的加劲板应力强度因子。计算结果表明,这个复合广义J积分的守恒性很好,由两种元素所得结果相当一致,相对误差在工程所允许的范围之内。     

可压流双方程紊流模型及其应用

 本文提出了可压流紊流模型。所用的方法类似于K-KL双方程模型,但考虑了气流压缩性的影响。方程中的常数已由实验确定。用本模型计算了管内超音速混合流动,其理论计算曲线与实验数据相当符合,证明该模型较不可压紊流模型更为适用。     

用一种新的极点配置方程确定双输入多输出系统的控制律

 本文导出了双输入多输出系统的极点配置方程。它们的形式和通常所用的极点配置方程形式不同。证明了方程的一个性质,利用这个性质可以较好地控制各个特征值配置的精度。算例表明,用这种方法配置的极点的精度比用“秩一控制器”方法有较大改善。     

基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究

飞行器飞行时会受到大气紊流的影响,降低飞行品质。阵风减缓控制是改善飞行器飞行性能的关键技术。现有的阵风响应分析多以离散阵风为研究对象,对更加真实描述大气紊流的连续型阵风时域分析关注较少。采用成形滤波器方法将频域形式给出的大气紊流信号转换为时域信号。在跨声速区域内,利用系统辨识技术,基于计算流体力学(CFD)方法建立阵风激励下的气动载荷状态空间降阶模型(ROM)。为方便控制器设计,借助平衡模态法进行模型的进一步降阶。使用模型预测控制(MPC)算法通过控制操纵面偏转实现阵风减缓主动控制。以AGARD445.6标模作为仿真算例,验证基于ROM设计的阵风减缓控制律的有效性。仿真结果表明,在跨声速飞行状态下,模型预测控制器能够在满足操纵面偏转范围的约束下,对连续阵风激励下的翼根弯矩输出进行有效抑制。     

涡扇发动机热力学分析

 本文将混排涡扇发动机拆为内外函分循环结算,以阐明各自的实际热力学功能。按定比热简化解出主要性能最有利的三个特征压气机压比,并与变比热准确解作了比较。     

大气扰动及其对飞行的影响

 大气紊流和风切变等现象会影响飞机的飞行品质,并且可能引起严重的飞行事故。本文简要回顾和评述了目前国外研究大气紊流和风切变问题的情况。包括近年来国外在低空大气扰动对飞行影响方面的研究,在改进数学模型、计算与分析方法以及研究与大气扰动有关的飞行品质规范等方面取得的进展。文中同时回顾了我国研究大气扰动对飞行的影响方面的情况。     

大型水陆两栖飞机突风响应特性的程序化设计

现代飞机设计过程中,要考虑飞机遭遇突风时不同部位的动态突风载荷特性.根据大型水陆两栖飞机的设计要求,制订离散突风和连续紊流的分析流程,研究离散突风和连续紊流响应特性的程序化设计方法,并计算飞机各部位的单值载荷包线和组合载荷包线.程序化设计结果表明,大型水陆两栖飞机遭遇突风或紊流时,机体动态载荷量级与静载荷相当,且设计效率大大提高.研究结果为大型水陆两栖飞机的突风载荷设计提供了依据.     

阵风减缓直接升力控制方案的仿真研究

阵内减缓技术可有效地抑制飞机飞行过程中受到阵风和湍充影响所产生的附加过载。研究阵风载荷减缓的基本原理及各种控制方案,结合我国的实际情况,提出了以副翼作为直接升力操纵面的阵风减缓控制方案,建立了直接升力控制的阵风减缓系统的数学模型,并就阵风减缓系统进行了计算机辅助设计与仿真,验证了方案的可行性。