飞行控制系统中的PID参数整定技术

正对于一架飞机而言,其飞行控制系统的设计是至关重要的。其各项性能(包括起飞着陆性能、作业飞行性能、飞行安全可靠性能、系统的自动化性和可维护性等)的优劣在很大程度上都取决于其飞控系统的设计。因此,研究飞机的飞行控制技术具有十分重要的现实意义。飞行控制系统中,PID控制是最常用的控制方式。PID控制器结构简单、实现容易且鲁棒性强,应用十分广泛,其核心是PID参数整定。PID控制器3个参数的选     

飞行控制计算机中的BIT技术及其测试方法

随着电传飞行控制系统的加速发展,对于系统的可靠性要求越来越高,为提高其可靠性,采用了机内自检测(Built in test,BIT)技术,实现分系统级或者功能单元级的功能及性能自检测、自诊断。飞行控制系统中BIT的许多功能都是由飞行控制计算机产生和控制的。介绍了飞行控制计算机中的BIT,可以实现飞行控制计算机的自检测,提高其可靠性。     

基于总能量理论的着舰飞行/推力控制系统

为提高舰载飞机在低动压着舰条件下飞行操纵性能和实现飞行航迹/速度之间的解耦,首先设计了阻尼器,使飞机的短周期阻尼达到了一级飞行品质的要求;然后,基于总能量控制理论设计了着舰飞行/推力综合控制系统。该控制系统使航迹角的响应带宽为1.21 rad/s。仿真结果表明,该系统能够在保持速度恒定的条件下实现航迹角的快速响应,而且对气动参数摄动具有较强的鲁棒性。     

飞行器RCS控制力矩辨识方法研究

对于依靠RCS(反作用控制系统)进行控制的返回舱等跨大气层飞行器,如何获得其在真实飞行条件下RCS的控制力矩一直是一个难题。本文提出了采用系统辨识技术得到RCS控制力矩的思路,研究建立了基于最大似然准则和牛顿-拉夫逊迭代算法的参数辨识算法模型。仿真辨识及对某飞船返回舱实际飞行数据的辨识结果表明,本文建立的方法是有效的,利用其能够对飞行器的气动力矩和RCS控制力矩同时进行有效辨识。     

A350将配备顶级驾驶舱

3月10日，空客A380测试飞机于法国当地时间9：40从法国图卢兹的制造基地起飞后，在飞越法国南部上空时达到了1000飞行小时。当时A380测试飞机正在对强风气候条件下飞机的飞行控制系统进行测试。     

民用飞机飞行锁解锁控制系统设计与研究

发展一种健全的高安全性飞行锁控制系统解锁控制架构在民用飞机舱门电控中是相当重要的。飞行锁控制系统用于防止飞机在飞行过程中人为意外打开旅客登机门、服务门和应急门的操作。在适航审查活动中,定义了飞行锁控制系统在地面应急撤离阶段无法解锁的I类安全性事件。按照飞行锁控制系统实际使用需求和适航规章要求,设置较为宽松的解锁逻辑。为了实现飞行锁控制系统在应急阶段的高安全性要求,提高系统的鲁棒性和可靠性,在飞行锁控制系统中引入应急撤离系统控制信号和驾驶舱手动控制信号使用机制以提升应急撤离情况下的自动控制以及飞行员对飞行锁控制系统的控制权限。该项飞行锁控制系统设计将飞行锁控制系统功能研制保证等级由A级下调至C级,有效降低了研制成本和人员研制精力,同时提升了飞行锁控制系统的安全性,达到飞行锁控制系统的全面控制和精细化管理。     

总能量控制在RLV自动着陆中的应用

为了解除重复使用运载器(RLV)自动着陆段飞行速度和航迹之间的非线性耦合,设计了基于总能量原理的纵向飞行控制律。该原理的核心思想是通过RLV的阻力板改变阻力来控制总能量,用升降舵调节总能量的分配,通过协调阻力板和升降舵指令,达到合理调节和分配能量的目的,确保控制系统具有良好的非线性解耦控制能力和较强的鲁棒性。仿真结果表明,基于总能量的飞行控制系统,实现了RLV自动着陆段高度和速度的解耦控制,满足不确定条件下RLV自动着陆的要求。     

安全临界系统的开发

由处理器和软件控制的系统,对安全临界设计的要求不断提高,现代机电一体化系统要求安全临界设计。嵌入式处理器和其软件是设计一般系统的核心,如四余度数字飞行控制系统、航电系统等,这些系统全部有很严格的安全性和可靠要求。这些系统的故障可能导致死亡甚至于潜在的几百万人的死亡。在软件控制系统中由于故障引发的严重安全事故记录已有很多,而且在增加。把软件引入到传统的电子－机械设备中会如何影响安全？电子技术、软件和系统工程师要对此认真评估,这是最基本的,甚至极端重要的。本文可供现代电传飞机的飞行试验工程师参考。     

综合控制系统研究及其仿真

研究了综合火力/飞行/推进控制系统原理及其各个子系统的控制律设计方法,研究通过飞行、推进、火控等系统的综合实现自动飞行、自动攻击的原理,并利用VC 和Open GL联合开发了综合控制仿真、设计平台,结合有效的任务管理及控制律剪裁,实现了灵活的系统运行配置,将设计平台和仿真平台集为一体,并将多个系统的综合、测试、仿真在一个平台上实现。最后通过数字仿真表明,综合控制系统明显地提高了飞机综合化、自动化水平,也验证仿真平台达到了设计要求。     

火/飞/推综合控制系统及其仿真平台研究

介绍了火/飞/推综合控制系统原理及其各个子系统的控制律设计方法。阐述了通过飞行、推进、火控等系统的综合实现自动飞行、自动攻击的原理和算法。开发了综合控制仿真设计平台,结合有效的任务管理及控制律剪裁实现了灵活的系统运行配置,将设计平台和仿真平台集为一体,并将多个系统的综合、测试、仿真在一个平台中实现。数字仿真表明,综合控制系统明显提高了飞机综合化、自动化水平,也验证了仿真平台达到了设计要求。     

低成本多传感器组合导航系统在小型无人机自主飞行中的研究与应用

为了满足小型无人机自主控制系统对导航系统性能的要求,研究低成本的基于微机电系统的捷联惯性导航系统(MEMS-SINS)/全球定位系统(GPS)/磁强计组合导航系统。提出一种利用磁强计辅助MEMS-SINS的静基座初始姿态确定方法,采用四元数误差模型对MEMS-SINS/GPS/磁强计组合导航系统进行信息融合的建模,采用基于正交三角(QR)分解的平方根无色卡尔曼滤波(UKF)非线性估计方法对组合导航系统进行数据融合,克服由于计算机舍入误差引起的状态协方差阵的计算值失去非负定性甚至对称性,通过小型无人机的自主飞行试验,证实MEMS-SINS/GPS/磁强计组合导航算法满足小型无人机自主控制系统的要求。     

NASA进行超音速层流试验

NASA’sSupersonicMaturalLaminarFlowTests美国NASA的德莱顿飞行试验中心目前正在用一架F－15B飞行技术验证机进行一种超音速层流机翼设计的试验。初步的试验表明，这种机翼在飞机超音速飞行时，翼上自然层流的覆盖率能够达到80％以上。机翼试验段采用的是一种被动式层流控制系统，而不是那种通过采用饮气系统或吸气翼套来进行层流控制的主动式层流控制系统。试验机翼段的尺寸为0．gXI．2米，直接装在德莱顿研究中心的一架F一15B飞行验证机的机身中央挂架上。中心共进行了4次飞行试验，每次飞行扣一的分钟，其中每次超音速飞行的时…     

基于T-S模糊系统的空天飞行器鲁棒自适应轨迹线性化控制

 基于T-S模糊系统提出了鲁棒自适应轨迹线性化控制(RATLC)方法。利用T-S模糊系统逼近未知干扰和不确定性因素，并采用Lyapunov方法设计了鲁棒自适应控制律。不论系统状态的维数和用于逼近不确定的模糊系统规则数为多少，整个系统仅有两个参数在线调整。理论分析证明了闭环系统所有信号一致最终有界。应用提出的控制方案设计了空天飞行器(ASV)飞行控制系统，并在高超声速飞行条件下进行了仿真验证，仿真结果表明了控制方案的有效性和鲁棒性。     

一种基于拟合目标函数随动系统的建模与仿真

随动系统主要用于跟踪空中飞行目标,目标的方位可以由水平方位角和高低角度确定,由于水平角和高低角随时间变化的函数往往很复杂,在求控制系统的稳态误差时,难以对目标输入函数进行拉普拉斯变换;采用一种用曲线来拟合逼近目标函数的方法,达到了很好的效果;进而根据系统精度要求可以确定控制系统的放大增益。通过对随动系统的控制和分析,建立控制系统的数学模型,得到随动系统跟随目标函数的响应曲线;随动系统要求有很好的稳定性和很高的精度,采用了一种滞后-引前的校正方法,用MATLAB仿真模拟,并进行时域和频域的综合分析,得到了理想的仿真结果。     

飞机总能量控制系统的研究Ⅰ——原理分析与系统设计

飞机总能量控制是一种全新的综合飞行/推力控制技术,从控制飞机总能量的变化与分配出发,全面解决纵向飞行轨迹控制与速度控制之间的耦合问题;进而建立起一体化的综合飞行控制系统。用多变量系统解耦控制理论研究了这种控制系统,首先分析了总能量控制的基本思想,建立起包含飞机纵向姿态控制回路和发动机推力控制回路的飞机质点能量运动模型,然后利用输出反馈和V规范型前馈解耦策略,对此系统进行解耦分析,设计出能实现飞行轨迹与速度间解耦控制的总能量控制律,并确定出系统的设计条件;最后以波音(Boeing)707飞机为对象,进行了具体的系统设计。     

空天飞行器的鲁棒自适应模糊轨迹线性化控制

提出了鲁棒自适应模糊轨迹线性化控制(RAFTLC)方法并应用于空天飞行器(ASV)飞行控制系统设计.根据系统的先验知识, 设计出标称模糊系统对系统的未知干扰和不确定进行估计, 并通过鲁棒自适应控制项来克服标称模糊系统逼近误差和权值误差的影响.标称模糊系统逼近误差和权值误差的界在线调整.采用Lyapunov方法证明了闭环系统的所有信号一致最终有界.最后利用提出的控制方案设计了ASV飞行控制系统, 并在高超声速条件下进行了仿真验证.仿真结果表明了控制方案的有效性和鲁棒性.      

基于AP10的室内飞艇控制系统研究

提出了一种室内飞艇飞行控制系统方案,详细介绍了改制方法。本方案以AP10系统为核心,采用UWB定位技术,利用自行设计的RC接收机与控制系统代替原有的RC接收系统,成功将改制后的AP10系统应用于室内飞艇上,实现了一套室内飞艇自动驾驶仪。将室内飞艇自动驾驶仪装在飞艇上进行飞行试验,结果证明：飞艇飞行能够按照预定航迹飞行,且具备了自主起降功能,达到了预期效果。     

民用飞机自动飞机控制系统的发展（下）

5 有关飞行控制自动化的争议 前10年内飞行控制自动化领域出现过两次较大的争论。 5.1 飞行控制自动化导致设备复杂化，是否影响了驾驶员的理解和接受能力，影响了飞行安全？或者说飞行控制自动化是否过头了？ 当时从人机接口关系上曾提出过一些正面教学的观点： (1) 自动飞行方式过多，在某些方式的自动过渡中易使驾驶员模糊或误解； (2) 某些驾驶员过分依赖自动化，造成盲目的安全感而导致意外失控； (3) 驾驶员长期依靠自动化系统而缺乏手动操纵实践，技术熟练程度逐渐下降和荒废，当出现某些意外时，将手足无措，不能操纵改出； (4) …     

过度依赖自动飞行控制系统的反思

人们对于自动飞行控制系统的使用还存在一定顾虑。针对该问题,对自动飞行控制系统组成进行了充分分析,简述其发展历程,并通过具体案例分析是否应使用,以及怎样使用,自动飞行系统。对两起飞行事故进行深刻反思,得出用好自动飞行控制系统的重要性,以确保飞行安全。     

过冷大水滴规章对结冰探测系统设计的影响

过冷大水滴规章提高了飞机在结冰条件下飞行的安全等级,将会对结冰探测系统的设计产生一定影响.本文概述了附录O过冷大水滴结冰条件,并对附录O第Ⅰ部分大气结冰条件进行了浅析;分析了FAR25.1420过冷大水滴结冰条件对结冰探测系统设计的影响,并提出符合相关要求的结冰探测方式;指出了对于目前申请在结冰条件下飞行的合格审定的最大起飞重量小于60 000磅或具有可逆飞行控制系统的飞机,按照FAR25.1420 (a)(1)的要求进行审定是一个较为合适的选择.此外,还给出了一种符合FAR25.1420要求的结冰探测系统方案.