基于智能材料与结构的自适应机翼技术在无人战斗机(UCAV)上的应用前景展望

简要介绍了自适应机翼的概述和智能材料与结构的功能特点。针对无人战斗机(UCAV)的设计思想和技术需要,详细阐述了基于智能材料与结构的自适应机翼技术在无人战斗机(UCAV)上的应用形式及其功能特点,从而展望了该技术的应用前景。     

自适应机翼技术的分类和实现途径

自适应机翼技术研究可分为通过机翼结构较小尺度变形的流动控制设计和较大尺度改变机翼几何构型的自适应结构设计两个范畴。改变机翼构型的自适应结构又包括可变前后缘结构、扭转机翼盒段结构、可变展弦比机翼结构这三种实现方式。根据目前自适应机翼技术的研究现状,归纳出了实现机翼自适应功能的两种途径,其中,采用智能材料结构进行驱动控制的研究代表了自适应机翼技术的发展趋势,而基于传统材料结构的自适应机翼技术则在现阶段更具有工程应用价值。     

自适应机翼翼型变形的研究现状及关键技术

自适应机翼具有巨大的应用潜力,是未来飞机设计的必然趋势,已经得到了广泛的关注。分别从自适应变弯度前缘、自适应变弯度后缘以及变厚度机翼三个方面阐述了其变形原理,并对使用的蒙皮、驱动方式、研究方法等进行了归纳总结,指出了未来的发展趋势,提出了自适应机翼亟需解决的关键技术,包括兼具大变形和高承载功能的柔性蒙皮的设计、自适应驱动系统设计、协同控制系统的设计、分布式传感器网络,可为自适应机翼结构的设计与实现途径提供一定的技术参考。     

A适应机翼技术的分类和实现途径

自适应机翼技术研究可分为通过机翼结构较小尺度变形的流动控制设计和较大尺度改变机翼几何构型的A适应结构设计两个范畴。改变机翼构型的自适应结构义包括可变前后缘结构、扭转机翼盒段结构、可变展弦比机翼结构这三种实现方式。根据日前自适应机翼技术的研究现状，归纳出了实现机翼自适应功能的两种途径，其中，采川智能材料结构进行驱动控制的研究代表了自适应机翼技术的发展趋势，而基于传统材料结构的自适应机翼技术则在现阶段更具有工程应用价值。     

带有广义不确定性的导弹非线性控制系统设计

 在导弹系统存在广义不确定性情况下,提出了一种基于反演设计技术和RBF神经网络的导弹非线性自适应控制系统设计方法。设计过程中将不确定性对系统的影响合成为一项,然后应用RBF神经网络消除了其对系统的影响,有效地解决了控制系数矩阵未知时控制器设计问题,同时放松了现有文献中对控制系数矩阵不确定性的要求。应用Lypunov稳定性定理推导出神经网络权重矩阵的自适应调节律,并证明了闭环系统的所有信号均有界且指数收敛至系统原点的一个邻域。最后给出的BTT导弹非线性六自由度数字仿真结果验证了该算法的有效性。     

滚动轴承故障诊断的自适应共振解调技术

针对共振解调技术在实际使用中存在必须事先通过冲击试验确定高频共振频率和带通滤波器的中心频率固定不变的缺点,提出了自适应共振解调技术。自适应共振解调技术可以在共振解调处理之前依靠对振动信号的频谱分析自动识别高频共振频率,然后根据被测对象的高频共振频率自适应地改变带通滤波器的中心频率。并研究了自适应共振解调技术的实现方法,并对实际轴承振动信号进行了自适应共振解调分析。研究结果表明,该技术可方便地在工程中应用。     

柔性制造系统运行设计的自适应仿真研究

 把控制理论中的自适应控制策略应用到柔性制造系统仿真软件的开发中来,提出了自适应仿真思想用于柔性制造系统运行设计,在一定范围内解决了集成智能仿真环境中对柔性制造系统仿真结果的自动优化等问题,并对自适应仿真进行了展望。     

发电机的浸入与不变自适应反步鲁棒励磁控制器

针对含有不确定参数的发电机励磁控制系统,设计了一种新型的自适应反步鲁棒励磁控制器。在设计过程中,基于反步法逐步进行控制器的设计,并引入非线性阻尼算法来减小反步法的“计算膨胀”问题,有效地增强了控制器的鲁棒性。接着介绍了应用浸入与不变自适应控制设计阻尼系数的自适应估计律。通过MATLAB软件进行仿真研究,验证了该算法的有效性和优越性。     

一类非线性系统的神经网络自适应控制

针对一类单输入单输出不确定非仿射型非线性系统,基于多层神经网络提出了一种直接自适应控制方法。该设计方法首先应用多层神经网络自适应模拟逼近逆解中的未知部分,然后应用逆设计和自适应反演设计出虚拟控制量,最后应用反馈线性化设计方法和神经网络设计了直接自适应控制律。并利用Lyapunov稳定性定理推导了神经网络的参数调节律,保证了闭环系统的所有信号均最终一致有界。     

基于射影算子的变循环发动机鲁棒自适应控制器设计

针对变循环航空发动机大范围工作包线下的复杂外部扰动现象引起的多变量鲁棒自适应控制器设计问题,给出基于射影算子的自适应律设计方法并将其应用至模型参考自适应控制器设计中。通过理论分析与变循环航空发动机某一状态点的仿真分析,阐明系统存在外部干扰时传统自适应律的设计方法对于指令跟踪不足等问题,进而在射影算子的理论框架基础上设计自适应律,将存在干扰时的状态误差动态方程的解限制在设定的凸集范围内,从而实现系统状态误差动态方程不大于零的稳定性要求,最终在LQR基准控制器框架上,实现基于射影算子的多变量鲁棒自适应控制器设计,以改善自适应控制系统的鲁棒性。基于该方法对变循环航空发动机进行控制器设计和仿真。结果表明:基于射影算子的自适应律设计方法改善了传统自适应律设计方法的鲁棒性问题,实现了控制系统对外部干扰的有效抑制,当系统各控制回路加入不同外部随机噪声信号时,均达到了期望的控制效果;变循环航空发动机各个状态点均能够跟踪期望的闭环参考指令,各状态点稳态控制误差均小于0.5%,系统超调量小于1%,调节时间小于1.2s,动态跟踪误差不大于0.5%,符合发动机控制系统技术要求。     

采用SRM准则设计的自适应均衡器

针对衰落信道造成的非平稳均衡问题，提出采用结构风险最小化（SRM）准则来扩展设计横向均衡器的思想和方法，理论分析和仿真实验均证实：当学习信息充分时，采用SRM准则的均衡器收敛于Wiener最优解；当学习信息不充分时，采用SRM准则的均衡器与采用最小二乘（LeasteSquares，Ls）准则的自适应均衡器相比性能有一定程度提高。     

Selective buck-boost equalizer for series battery packs

To maximize the capacity and reliability of a series connected battery pack, a new selective equalizer developed from the earlier ramp equalizer is proposed. A set of bipolar junction transistors (BJTs) controlled by a microcontroller is used to route equalization current to the lowest voltage batteries. Since only the lowest voltage batteries are connected to the equalizer, the need for uniform transformer leakage inductance is avoided, and a lower power level can be used since no excess current flows to the other batteries. An equalization experiment has shown that a 37 W selective equalizer had a slightly better effect on a 24-battery pack than a 63 W ramp equalizer     

Equalization of QPSK Data Transmission in Specular Multipath

This paper gives performance results for transversal-filter equalization of quadriphase phase-shift-keyed (QPSK) signals with two-component multipath and demodulator phase error. An analytical expression for optimum, minimum mean-square-error tap weights in terms of the multipath and signal parameters is given. Probability of error results for no equalization and equalization with adaptive decision-feedback tap-weight adjustment are compared. The results show that significant improvement can be obtained with relatively simple equalizer structures.     

Comments on "Bounds on Probability of Error in Decision Feedback Equalizers"

In the above paper1 a technique was proposed to derive an upper bound on the error probability of a decision feedback equalizer. It involves decomposition of the probability density function of residual intersymbol interference and derivation of Chebyshev-type bounds on the error functionals over the decomposed functions. In this correspondence, we demonstrate that the technique is not applicable in general. The result is not a bound in many cases.     

Bounds on Probability of Error in Decision Feedback Equalizers

Evaluation of the probability of error in decision feedback equalizers is difficult due to the presence of a hard limiter in the feedback path. This paper derives the upper and lower bounds on the probability of a single error and multiple error patterns. The bounds are fairly tight. The bounds can also be used to select proper tap gains of the equalizer.     

An Lms Adaptive Array Using a Pilot Signal

A least mean square (LMS) adaptive array requires a reference signal. When the desired signal contains a pilot signal, it may be used as the reference signal. In this paper the steady-state performance of an LMS adaptive array in which the pilot signal is used as the reference signal is examined. It is shown that the LMS adaptive array occasionally suppresses the desired signal. The loop gain, which is an important parameter, is also considered.     

一种新的变结构自适应控制方法及其应用研究

本文提出一种新的变结构自适应控制方法,并将其应用于航空发动机控制。这种方法只利用系统输入输出信号,与传统的自适应控制方法相比,具有收敛特性好,对对象的参数变化及未建模动态有很好的鲁棒性,同时其算法简单,易于实现。仿真表明该方法适用于航空发动机控制。     

Fast equalization for large lithium ion batteries

Slight differences between the series connected cells in a lithium ion (Lilon) battery pack can produce imbalances in the cell voltages, and this greatly reduces the charge capacity. These batteries cannot be trickle-charged like a lead acid battery since this would slightly overcharge some cells and may cause these cells to ignite. Therefore, an electronic equalizer (EQU) should be used to balance the cell voltages individually. The targeted EQU described herein can be connected to any cell via a set of sealed relays to provide much faster equalization and higher efficiency than previous methods.     

基于峰度的变步长恒模盲均衡技术

相对于基于训练序列的均衡方式,盲均衡能够提高信道利用率,更适于自适应组网和侦听,其中的恒模算法因实现简单而受到广泛关注,但是固定步长的恒模盲均衡器存在收敛速度和稳态误差上的矛盾。根据峰度定理,盲均衡器输出信号的峰度小于等于源信号的峰度,且只有达到收敛时才相等。文章采用均衡器输出信号峰度误差控制步长的变化,仿真表明变步长均衡器能够一定程度克服这一矛盾。     

自适应多重网格法在跨声速势流计算中的应用

用全近似格式求解了轴向大扰动，径向小扰动的跨声速势流方程。并采用自适应多重网格技术控制粗细网格层间的迭代转换，采用嵌套迭代技术较好地选取了初值。数值计算表明：自适应多重网格法可使计算效率提高８倍以上。