飞机直接力控制模态综合及转换

具有CCV功能的直接力控制飞机,根据不同作战场合或完成某种特殊飞行功能的需要,飞行员按压所需的状态按钮,即可实现常规状态、直接升力、机身平移、机身俯仰、机动增强诸模态之间的转换。本文在微处理机单独实现各模态控制功能基础上,对各模态功能进行综合,指出模态转换的实现技术。本课题的混合仿真试验表明,各模态转换功能正常,模态转换瞬间飞机动态变化符合要求。本文为直接力控制技术的具体实施,或为一般的飞行控制状态切换提供一种可行的技术方案。     

“直接侧力控制”飞机的闭环特性分析

本文是《关于直接侧力控制的初步研究》(参考文献)的继续。该文讨论了各种不同控制模态的解耦控制规律。本文在此基础上,讨论 DSFC(Direct Side ForceControl-——直接侧力控制的缩写)飞机的闭环特性。分析表明,DSFC 飞机的返馈与常规飞机的返馈有所不同。它要受系统解耦网络的支配,返馈系统同时偏转各直接侧力控制面。因此,返馈对飞机动特性的影响也有所不同。通过算例得到了某些结论,对进一步开展关于 DSFC 的研究,有一定参考价值。     

关于“直接侧力控制”的初步研究

本文详细介绍“直接侧力控制”的一般概念、“直接侧力控制”的各种模态及其解耦控制规律。以英国“PARIS”飞机为对象,借助数字与模拟计算机对“直接侧力控制”进行研究。研究及计算结果表明:飞机装有直接侧力发生器能产生定常偏航率为1.63度/秒,侧向加速度为0.45g,侧滑角为2.37°和侧滑速度为20.99英尺/秒的直接侧力,直接侧力控制是改善投射精度和飞行航跡控制的一个好方法。     

基于鲁棒特征结构配置的无人机直接侧力控制

应用特征结构配置，提出了一种新的无人机直接侧力模态控制系统设计方法——基于输出反馈的鲁棒特征结构配置最优化方法。实现了飞行器侧向运动模态之间的解耦，设计了无人机直接侧力控制律。为了证明该方法的有效性，最后根据研究结果给出了一个直接侧力控制的设计实例，仿真表明其结果是令人满意的。     

飞机中性稳定的研究

 飞机直接力控制这一主动控制技术应用于火力/飞行综合控制,可有效地提高火控精度,延长接火时间,提高命中概率。但欲进一步提高攻击区的姿态跟踪精度已受到自然飞机惯性动力学的限制。本文提出飞机中性稳定机身瞄准这一新型模态,其途径是使用后缘襟副翼的对称偏转,对迎角小扰动变化进行气动解耦,从而构成飞机中性稳定,使飞机动力学由惯性振荡型转变为非周期型,有效地加速了飞机在攻击区的姿态跟踪动志过程,抑制了动态误差,明显地提高了抑制阵风干扰能力,并实现了姿态控制过程中航迹基本不变的机身瞄准模态控制要求。对诸如上述火力/飞行系统设计者所寻求的性能,本文将以YF-16飞机为背景,在理论设计基础上进行必要的仿真验证。     

飞机直接侧力控制律设计

采用直接侧力控制可消除常规飞机在航迹操纵方面的不足,并产生某些新的运动模式,这对横航向运动优点更为突出。文中首先对飞机直接侧力控制的三种基本运动模式进行了分析。然后简述了用特征结构配置和模型跟踪技术计算反馈和前馈增益以设计输出解耦控制系统的主要步骤。最后以CitattonⅡ型飞机为算例,设计了其直接侧力控制律。计算结果是令人满意的,说明所采用的原理和方法对直接侧力控制律的设计是行之有效的。     

中性稳定的舰载飞机着舰模态研究

由于舰载飞机着舰前处于跟踪雷达的盲区，此时导引系统关闭，为了使飞机的姿态及轨迹角在舰尾气流扰动下力求不变，以达到安全着舰的目的，提出了飞机中性稳定的新型着舰模态，其实现途径是利用后缘襟翼对称偏转所产生的直接力，对迎角小扰动变化进行气动解耦，从而构成中性稳定舰载飞机，使飞机动力学的特征模态由振荡型转变为非周期型。仿真结果表明，该模态可有效地抑制气流扰动，提高着舰的安全性。     

螺旋桨径向力风洞试验方法研究

螺旋桨飞机的研制设计过程中,必须了解和掌握动力系统对飞机气动特性的影响。螺旋桨动力系统对飞机的影响主要包括螺旋桨拉力和扭矩、气流斜吹螺旋桨产生的径向力以及滑流影响。螺旋桨径向力的风洞试验在国内尚属探索研究阶段,本文结合型号研制实际应用,对气流斜吹螺旋桨产生的径向力的机理和试验方法进行了研究探索,提出了一种以螺旋桨直接模拟法为基础的螺旋桨径向力风洞试验方法,并通过理论和试验方法完成了试验结果的相关性修正、全机对螺旋桨径向力的上洗等干扰修正,获得了可以满足工程研制使用的螺旋桨径向力数据,可为同类的螺旋桨飞机总体气动布局设计提供参考。     

相位共振／相位分离一体化模态识别技术

基于激振力矢量优化和虚拟验证技术，提出了一种飞机地面振动试验的相位共振和相位分离一体化方法。具有密集模态的法宇航GARTEUR飞机模型实验应用证明了这一方法的有效性。本项研究对于改进复杂飞机机体结构的模态识别质量和效率具有重要工程意义。     

直接升力控制律的逆乃奎斯特阵列法设计

采用直接力控制可弥补常规飞机在轨迹操纵方面的不足,并产生某些新的运动模式 对飞机直接升力控制可的三种基本运动模式进行讨论,从中归纳出直接升力控制 设计就是输出解控制系统的设计问题。并以单纯直接升力控制方式为例,用逆乃奎斯特列方法设计了某飞机的直接升力系统,仿真结果表明ＩＮＡ方法是解决多变量解耦问题的有效方法。     

RSS飞机深失速仿真研究

参考Ｆ－１５战斗机数学模型和原始数据，通过分支分析和突变理论方法以及数值积分时间历程法的应用，估算出Ｆ－１６飞机的分支图。分析并参考飞机分支图特性，研究飞机深失速进入特性及其改出特性。     

飞机的伺服-气动弹性稳定性

现代飞机的自动控制系统都具有控制与增稳两种功能,它通过伺服系统与控制面相连。这种系统与控制对象——飞机之间形成一个闭合回路,如图1所示。考虑到控制系统与飞机两者间动力学特性的相互作用,构成一系列性质各异的回路问题。根据他们不同的外部条件和涉及面的特性差异,形成了多种现象,其中一个引人注目的问题就是闭合回路的稳定性问题。通常在把控制系统或结构作为单独分支而设计时是稳定的,而把它们串联起来成为一个整体时,系统的稳定性就发生了变化。     

Digital Flight Control Research Using Microprocessor Technology

The Flight Research Laboratory at Princeton University is engaged in an experimental program to investigate a variety of approaches to digital control by actual flight test. Experimentation is being conducted with Princeton's 6-DOF variableresponse research aircraft (VRA), which is equipped for direct side-force control, direct-lift control, feedback of all motion variables, and multiple-pilot command modes. VRA avionics have been augmented by a microprocessor digital flight control system (Micro-DFCS), which uses off-the-shelf computer components capable of operating in parallel or in series with the existing variable-response system. The digital control laws operate in conjunction either with the "bare airframe" dynamics of the VRA or with the dynamics of a simulated aircraft, provided by the existing variable-response system. The initial flight control computer program CAS-1 provides three longitudinal control options: direct (unaugmented) command, pitch rate command, and normal acceleration command. The latter two options are "Type 0" systems designed by linear-quadratic control theory. Future Micro-DFCS software will provide a variety of increasingly complex control options, including "Type 1," logic, gain scheduling, coupled 3-axis control, and "CCV" command modes.     

CCV飞机纵向解耦控制律的研究

本文应用多输入、多输出跟踪模型法,对CCV型飞机纵向飞行控制系统的解耦控制律问题进行了研究。并以某型飞机为例,说明如何应用该方法确定三种纵向直接力模态的动态解耦控制律。     

Analysis and tuning of a ‘Total Energy Control System’ control law using eigenstructure assignment

The Total Energy Control System (TECS) is a complete airplane longitudinal dynamics flight control concept for autopilot operational control modes and Fly-By-Wire command augmentation for civil airplanes. Unlike conventional strategies, it facilitates fully integrated control of the airplane elevator and engines. This system, which is based on simple proportional and integral control of the energy states of the airplane, is much easier to design and understand than most conventional airplane controllers.This paper describes why the high visibility of the two input, two output command augmentation structure of TECS is an improvement over current flight control system architectures. Deriving a control law for TECS is currently a heuristic process. However, there is potential for tuning to be done more systematically, and this is examined by using eigenstructure analysis and assignment. To illustrate the concepts, a linear model of the longitudinal dynamics of the Aerospace Technologies Demonstrator (ATD) airplane is used. A heuristically designed TECS controller for this model is first described. The controlled airplane is then analysed using eigenstructure analysis and the results are utilised to produce an improved TECS controller for the ATD model using eigenstructure assignment.     

飞机结构疲劳试验载荷的优化设计

提出用对载荷误差求极值的方法实现最小误差控制的试验载荷计算,并通过精度加权系数综合控制误差的合理分配,完成试验载荷的优化设计。该方法已经应用于某型飞机疲劳试验的试验载荷计算,为该机全尺寸疲劳试验的成功奠定了基础。     

某型机弹性体和刚体离散突风动响应载荷比较分析

在运输类飞机设计过程中,突风动响应载荷计算是其中的重要一环。各类适航规范都要求在突风动响应载荷计算中考虑飞机弹性模态的影响,而弹性体和相应的刚体飞机的突风动响应载荷计算之间存在着紧密的联系。为了研究两种计算方法间的区别和联系,本文首先从计算理论方面进行了分析,然后结合某型机载荷计算数据在数值结果方面进行了进一步的比较分析,最后得到了关于两种计算方法间区别和联系的一些规律性的结论。希望本文对相关领域的研究人员能够有所启发。     

微分控制在飞机和船舶系统中的应用

本文叙述了微分控制在飞机和船舶控制系统中的作用,举出了一些实际应用的微分控制方法,并简述了这些方法的优缺点。     

基于升降舵控制的飞机飞行速度控制系统仿真

为保证飞机在要求精度下完成进场着陆(着舰),需要使飞行速度控制系统具有良好的控制性能。简述了飞机飞行速度控制系统的主要作用,分析了飞行速度控制的几种主要构成方案,建立了基于升降舵控制的飞机飞行速度控制系统结构原理图及Simulink仿真结构图,运用数字仿真方法,对该速度控制系统的内、外回路进行了大量仿真研究,获得相应速度控制系统的良好控制规律传动比。仿真结果显示,基于升降舵的飞机飞行速度控制系统方案及其控制规律是合理可行的。