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气动发动机设计需要考虑多个参数间的耦合对性能优化的影响,且对理想功率、工作效率等多个性能指标难以建立客观的综合评价函数.为此以发动机进气压力和进排气机构部分控制参数为设计变量进行正交设计,利用灰色关联度分析法计算贴合期望指标组合的最优参数组合,并结合参数指标趋势图,依据计算结果对参数区间进行调整,通过有限次循环得到最优设计参数.经测试该算法快速有效,且设计参数与性能指标数量可扩展,对气动发动机的样机设计和实验具有重要的理论和工程意义. 相似文献
总被引：1，自引：0，他引：1
针对战术导弹外形气动隐身多目标优化问题,提出了一种新的快速优化方法.采用物理规划将多目标问题转化为单目标问题间接求解,利用遗传算法(GA,Genetic Algorithm)对问题进行设计空间搜索.为降低计算成本,通过变量筛选来降低设计变量空间维数,通过构建径向基函数(RBF,Radial Basis Function)代理模型来减少高精度分析模型的调用次数.最后以类BGM-109导弹模型的气动隐身多目标优化为例对该方法进行校验.在满足升力系数不小于初始升力系数的约束下,进行导弹几何外形优化使全弹阻力系数和前向雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section)最小.与标准GA相比,在两者优化结果基本相同的情况下,该方法节约了83%的计算成本. 相似文献
针对存在马尔可夫短时延且状态转移概率部分已知的网络环境,研究了飞行器网络控制系统的多指标鲁棒故障检测问题.传统马尔可夫跳变系统的故障检测方法是将故障、外部输入和未知扰动作为广义输入,采用一个H ∞性能指标来进行故障检测滤波器的设计.由于该指标不具有明确的物理意义,为此需要研究多指标鲁棒故障检测滤波器的设计方法.通过将网络诱导时延描述为一个有限状态马尔可夫链,飞行器网络控制系统被建模为离散有限马尔可夫跳变系统.同时考虑残差对故障的敏感性和对未知扰动及外部输入的鲁棒性,以线性矩阵不等式的形式给出了多指标故障检测滤波器的存在条件和求解方法.最后通过数值算例验证了所提方法的有效性和优越性. 相似文献
整流罩设计对基于分布式动力的翼身融合（BWB）飞机气动特性会产生显著影响。为了揭示在边界层吸入（BLI）效应下整流罩的设计参数对飞机气动特性的影响及其原因,采用计算流体力学（CFD）方法和Morris敏感度分析法对此布局飞机气动特性进行了详细研究,得到了整流罩主要设计参数对飞机气动特性影响的敏感度和耦合关系,并对典型设计参数下的流动特性进行分析。结果表明：对飞机气动特性影响较大的参数是整流罩特征截面2和3的最大厚度,这是因为其增大了当地截面的厚度和弯度,进而影响了整流罩表面的压力分布;在流量系数减小和进气边界弦向位置前移时,最大厚度增大会造成背风面发生局部分离;整流罩特征截面2和3的最大厚度对气动特性具有较强的耦合影响。 相似文献
在离散时间域下,研究了航空发动机的最优PI控制器设计问题.首先,提出一种多回路耦合的通用PI控制器设计方法,基本思想是构造Lyapunov函数以保证闭环系统稳定,且性能在给定评价指标下最优,结论转化为线性矩阵不等式（LMI,Linear Matrix Inequality）描述,用现有工具箱很容易求解.随后,在通用控制器设计方法的基础上,考虑当前国内工程应用情况,针对大推力涡扇航空发动机的模型特性和控制要求,通过构造特殊形式的PI控制器以及矩阵变量,得到其多回路解耦的PI控制器设计方法,并讨论了性能评价指标矩阵的选取对控制器设计结果的影响,给出了指标矩阵的推荐结构.最后,以某型航空发动机控制为例,验证了所提方法的有效性. 相似文献
总被引：4，自引：4，他引：0
机载设备雷电防护引脚注入试验波形是一种开路电压波形和短路电流波形相同的组合波.针对此类组合波,基于线性RLC冲击电流回路,提出了一种新型的组合波发生器电路.研究了峰值时间、峰值电流、半峰值时间与回路阻尼系数间的关系,提出了以峰值时间和半峰值时间为目标参数的组合波回路参数设计方法.通过计算与仿真,考虑杂散参数的影响,得到机载电子设备雷电防护引脚注入试验组合波发生器电路参数.仿真表明:设计的发生器输出波形满足RTCA/DO-160G标准的要求,可用于机载设备雷电防护引脚注入试验. 相似文献
针对飞机多交点装配公差设计的多阶段决策特点,提出了基于动态规划的离散公差优化方法.首先,给出了典型的3交点和4交点装配协调误差表达式;然后,引入装配性能和成本指标,建立了公差设计的动态规划有向图模型,其中图节点表示可选的公差配合,并存储其后部子过程的最优装配性能和成本指标值,有向边表示相邻移形环节间的公差取值约束;最后,采用两阶段图遍历算法求解最优的公差设计,其中,"回溯"阶段逆序求解各节点和边的二元指标属性值,"前溯"阶段根据节点的二元指标属性值进行最优路径的启发式搜索.以某直升机尾梁及斜梁装配为例进行验证,结果表明该方法可求取公差的全局最优解,同时避免各环节成本和装配性能的重复计算、有效减小公差搜索空间、提高公差优化效率. 相似文献
多智能体一致性协调控制的最终收敛状态受限于通信拓扑结构与边的权值,而收敛状态的不同进一步影响多智能体趋同的速度.为实现拓扑结构与协调收敛状态解耦,保证最短时间实现一致性,本文设计一种输入受限线性多智能体分布式协调控制策略.首先基于Helly定理证明了n个输入受限线性多智能体系统在d(nd)维协调空间上的最短时间一致性协调状态和收敛时间唯一存在,并取决于其中至多d+1个智能体.当找到该d+1个起决定作用的智能体后,即可得到所有智能体的最短时间一致性状态.根据此定理,设计一种新的分布式协调算法使得各个智能体知道起决定作用的智能体,进而计算得到协调收敛状态与收敛时间,随后各个智能体独立设计含终端时间和终端状态约束的局部最优控制律,保证最短时间一致性实现.最后在二阶线性多智能体系统上进行仿真验证.仿真结果验证了分布式算法的可行性,并且当协调状态维度远小于智能体数量时,计算量明显减少,计算速度显著增加. 相似文献
总被引：3，自引：1，他引：2
基于350座级分布式推进系统与翼身融合(BWB)耦合的飞机气动布局设计方案,采用数值计算流体动力学的方法研究了推进系统关键设计参数对飞机气动特性的影响.结果表明:巡航时,推进系统沿机身布置越靠前,质量流量率(MFR)对飞机的气动特性影响越明显,增大MFR在一定范围内提高了飞机的气动效率;进气道入口位置后移可有效提高飞机巡航升阻比,但推进系统进气均匀性的恶化将不利于其有效运行,需权衡考虑;只有选择合适的进气道入口高度才可实现在保持较好的进气条件下提高飞机的气动效率.起飞时,增大MFR可有效提高飞机的起飞升力,与无分布式推进系统的飞机相比,升力最大能提高约20%. 相似文献
现代高性能战斗机均采用放宽静稳定性的布局构型,需通过先进飞行控制的设计来保证其闭环飞机在全飞行包线内均具有优良的动态特性。受到舵面操纵特性的限制,飞行控制系统（FCS）的能力是有限的,即飞机本体的气动参数需满足一定的要求才能保证闭环系统的飞行品质。本文建立了研究本体气动参数对闭环飞机短周期模态特性影响规律的方法,采用等效参数准则,以基于模型参考动态逆控制律的某放宽静稳定飞机为算例,计算分析了不同本体气动参数取值大小对闭环飞机短周期模态特性的影响规律。结果表明,升降舵操纵效能是影响闭环飞机短周期模态特性的主要因素,本体气动参数需满足一定的适配关系才能保证闭环飞机具有优良的短周期飞行品质。研究方法和结果对于放宽静稳定性飞机的本体设计与飞行控制系统设计等都具有很好的参考价值。 相似文献
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详细介绍了某型歼击机环境控制系统中供气调温通道的内部结构和工作原理,建立了通道内各部件的数学模型.在此基础上,利用MATLAB的simulink工具箱进行二次开发,得到各部件的MATLAB仿真模块,进而得到整个供气调温通道的动态仿真模型.利用所建仿真模型,分析了供气调温通道各参数,如涡轮背压、脉宽调节器调节范围、电机参数等对系统动态特性的影响,通过对这些参数的调节,可以改善系统的动态响应特性.文中结论对供气调温通道的设计和优化具有一定的指导意义. 相似文献
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针对民用飞机复材蒙皮的局部振动问题,提出复材蒙皮的硬涂层阻尼减振设计方法,并综合考虑涂覆硬涂层对蒙皮结构的附加质量和固有特性影响,对硬涂层减振性能进行多参数优化。基于有限元法和经典层合板理论,建立复材蒙皮-硬涂层复合结构动力学方程,并以共振峰值降低量最高为目标、给定质量增加和固有频率变化范围为约束条件,采用可行方向法求解获得硬涂层材料性能参数和涂层厚度参数的最佳组合结果。优化算例表明,通过合理设计硬涂层的材料弹性模量和损耗因子参数组合,可涂覆更薄的涂层获得更高的共振峰值衰减,并将涂覆硬涂层带来的蒙皮结构质量增加与固有频率变化控制在设计范围内,获得最优的减振性能。 相似文献
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针对冷气投放装置工作过程中存在的机械系统和气压系统耦合非线性动力学问题,提出了一种满足折叠翼无人机(UAV)结构形式和空中发射技术要求的冷气发射动态特性分析方法及优化设计方法。以某型折叠翼无人机为研究对象,基于联合仿真建立了无人机气动发射系统动力学模型,搭建了冷气发射系统试验样机,并完成压缩气体空中发射试验,验证了仿真模型的准确性。在此基础上,分析了无人机与冷气发射装置主要系统参数对无人机发射动态性能的影响,针对该系统进行了参数优化设计。结果表明：储气瓶体积和充气压力是影响无人机冷气发射动态特性的关键参数,随着储气瓶体积和充气压力增大,最大发射速度和加速度明显增大,储气瓶体积从15 L增加至30 L,最大发射速度增加了52.7%,最大发射加速度增长了60.9%呈正相关影响;充气压力从0.4 MPa增加至0.7 MPa,最大发射速度增长了50.5%,最大发射加速度增长了69.9%;发射角度对无人机发射性能影响较小,可忽略不计。 相似文献
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为突破临近空间可操纵浮空器的关键技术难点,使可操纵浮空器往返地面至临近空间成为可能,提出了一种径向变体飞艇的总体参数估算方法,该方法基于阿基米德浮力定律和李式变体飞艇原理(Li-Style Transformable Airship Theory),通过艇体结构的径向变形来实现艇体截面积的自适与可控变化,控制飞艇容积变化以改变净升力大小,并使飞艇在容积变化中始终保持可操纵的气动外形,从而实现飞艇的升、降与驻空和飞行等控制.通过设计变形方案估算内气囊与外气囊尺寸,分析力学平衡与能源平衡估算飞艇长度.在拟定设计参数的基础上,给出了一种太阳能径向变体飞艇的总体设计方案,并通过设计实例验证了此方法的可行性与实用性. 相似文献
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为了提高飞机座舱环境控制系统性能，同时降低设计和制造难度，提出了分体四轮式空气循环制冷系统。所提系统采用2个独立的两轮式涡轮冷却器代替一体化四轮式涡轮冷却器。基于焓参数法分析了分体四轮式及四轮式空气循环制冷系统的热力性能，结果显示2个系统热力性能一致。基于实验室现有部件搭建了分体四轮式空气循环制冷系统原理样机，摸底测试表明，系统最大制冷量可达12.0 kW，制冷量理论值与试验值的误差分布在±15%以内，验证了焓参数法的有效性。原理样机的性能系数分布在0.21~1.15之间。所提系统可为国产大飞机环境控制系统的研制提供良好的技术储备。 相似文献
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针对可重复使用的天地往返运载器运载任务，以三组元发动机的性能计算，分析为基础，以运载器的结构干质量为优化目标，对三组元发动机参数进行了优化分析。得到了对应于最小运载器干质量下的发动机最佳参数与发动机最佳模式转换时间，为将来的发动机详细设计打下基础。 相似文献
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提出一种线性协方差误差分析方法用于月球上升器主动段多种误差源影响分析.给出了动力上升段动力显式制导(PEG,powered explicit guidance)制导律线性化解析方法,得到了PEG 3个制导参数的线性化显式表达.在此基础上用于分析月球上升器主动段在存在初始状态偏差、参数不确定等情况下,终端时刻的高度偏差、速度大小偏差以及飞行路径角偏差.通过和蒙特卡洛的仿真对比,验证了上述线性化方法的有效性. 相似文献
总被引：2，自引：0，他引：2
将乘波体作为以吸气式超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器的前体,不仅可以发挥乘波体优异的气动力性能,而且起到了高超声速飞行器前体对来流的预压缩作用.为了进一步提升乘波前体的预压缩作用,基于Sobieczky提出的吻切锥原理,发展了一种新的多级压缩乘波体外形的设计方法.将该设计方法应用到锥导和吻切锥乘波体的设计中,生成了具有多个压缩面的多级压缩锥导和吻切锥乘波体,同时对相同设计条件和具有相同投影曲线的前缘条件下获得的三级压缩锥导和吻切锥乘波体的性能进行了对比分析.研究结果表明数值模拟计算结果与设计预期完全吻合,该多级压缩乘波体设计方法可以应用于锥导和吻切锥乘波体. 相似文献
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传统的综合飞行/火力控制系统的设计使用了PID(Proportion-Integral-Differential)结构的飞行/火力耦合器,具有鲁棒性差、设计工作量大等缺点.提出了一种基于逆动力学和在线参数辨识的方法,用于直接设计综合控制系统中的姿态控制器.其中,对飞机的转动动力学方程,推导得到了其逆特性的解析形式;使用在线参数辨识方法,对飞机的气动特性进行估计并用于舵面分配.以六自由度非线性飞机模型为对象进行了仿真,结果表明所设计的姿态控制系统具有快速性好、通道间解耦效果明显、对气动模型误差的鲁棒性强等优点.本方法也可推广用于其他的飞行器姿态控制系统设计. 相似文献
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