基于LADRC的无人直升机轨迹跟踪

无人直升机轨迹控制系统是对多输入/多输出强耦合非线性系统进行解耦控制的系统。为解决无人直升机轨迹控制效果依赖于直升机物理参数的测量和辨识精度以及外部扰动大小问题,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的多回路无人直升机轨迹控制系统。首先建立无人直升机X-Cell的飞行动力学模型,并引入风切变、大气紊流和突风模型以更加准确模拟真实飞行环境;然后对X-Cell进行配平计算以验证动力学模型和配平算法的准确性,并选取一组配平值作为轨迹控制仿真的初始状态和操纵量;随后根据被控量的动力学方程阶次选取对应的一阶和二阶LADRC基本控制器,并结合时间尺度原理,自内向外依次构建无人直升机的姿态、速度和位置控制回路,将三回路串联从而建立了无人直升机轨迹控制系统;而后进行了稳定性分析,特征根计算结果表明轨迹控制系统镇定了X-Cell开环系统不稳定的动态特性;最后将该控制系统应用于各种扰动下直升机轨迹跟踪仿真,结果表明本文无人直升机轨迹控制系统能很好地实现带爬升率的"8"字形轨迹跟踪,且相比于基于比例积分和微分(PID)控制的轨迹控制系统,该控制系统具有更优的鲁棒性和抗扰性。     

复合材料参数化桨叶的动力学减振优化设计

为了进行桨叶动力学优化设计,建立面向工程设计的复合材料多闭室C型梁桨叶剖面参数化模型,实现了桨叶剖面气动外形、内部结构组件、复合材料铺层设计的参数化,并提出了一种保持C型梁纤维面积恒定的参数化设计方法.采用全局寻优能力较强的多种群遗传算法(MPGA),集成参数化设计模型与旋翼有限元气动弹性综合分析模型,通过桨叶各剖面结构组件的参数优化实现了旋翼动力学减振.算例给出了"海豚"直升机桨叶剖面特性实测值与参数化桨叶模型计算值的对比,整体误差不超过3%,并用该参数化模型对桨叶进行动力学减振优化,实现了旋翼加权优化振动载荷系数减小4.15%,经过优化后桨叶的配重位置更加分散,有利于缓解桨叶内部应力/应变突变;而且部分配重分配到桨尖,提高了旋翼的自转惯量,增加了旋翼自转下滑的安全性.     

从范堡罗航展透视直升机型号发展

经历了一路坎坷的V-22,在今年范堡罗航展上成为一颗引人注目的明星.这表明,这种新概念旋翼飞行器已经开始从研制走向实用.西科斯基公司展示的X-2新概念旋翼飞行器计划,也在证明旋翼飞行器世界将因新概念和新技术的不断进步而改变.同时,琳琅满目的传统直升机参展产品说明,传统直升机作为旋翼飞行器的主体,仍将在军民用领域发挥不可替代的作用.     

旋翼机自转旋翼气动特性及跳飞性能研究

为了设计具有跳跃式起飞功能的旋翼机,本文用叶素理论分析了自转旋翼桨叶的气动特性,采用数值积分方法及引入动态入流理论建立了比较完善的自转旋翼气动计算模型,并应用该模型对旋翼机稳定自转和跳飞性能进行了研究,分析了旋翼机实现跳飞所需要的旋翼设计参数和操纵量的要求.算例给出了跳飞过程的性能曲线,并与国外文献进行了比较,结果表明本文理论方法有效可靠.     

基于CATIA V5的三维数字化通用零部件/标准件库的创建与使用

从简略介绍中国直升机设计研究所开发完成的"直升机三维数字化通用零部件/标准件库"的应用实例入手,重点阐述了基于CATIA V5版本的三维通用零部件/标准件库的创建方法,并从使用角度说明了该库的安装、调用与查询功能.     

基于六西格玛设计及改进遗传算法的直升机优化设计

本文研究了六西格玛设计方法和改进的遗传算法,并应用该设计方法对直升机总体参数进行了优化设计。采用优化设计后获得的直升机设计方案,由于受许多不确定性因素的影响,最后付诸实现时并不能保证得到像预先优化设计方案那样的结果。在改进的遗传算法实现最优化设计的同时进行六西格玛设计,可提高优化设计结果的可靠性和鲁棒性。本文以CH-47D纵列式直升机为优化算例,优化效果良好,结果可靠,表明本文方法切实可行。     

直升机的“四道风景线”

在汶川的抗震救灾中,直升机发挥了很大的作用,也引起了很多读者的兴趣,不少读者来信寻问直升机的相关知识。总体来说,直升机还是一个非常复杂的航空器,用一句话两句话很难概括所有直升机的性能和特点。但是从外观上看,现役所有的直升机还是有很多共同特点的。下面我们就从外形上来观察直升机,欣赏一下直升机的四道风景线。第一道风景:胖瘦不一说机身直升机的机身和运输机的机身有一个明显的不同,这就是直升机的旋翼要安装在直升机的机身顶部,发动机和传动系统     

俄罗斯直升机工业再展宏图

在经历了苏联解体后的困顿期后，俄罗斯直升机工业正积极重整旗鼓，力图在国内外市场上有所作为。相关的经验教训和措施方法，都非常值得我国直升机工业参考和借鉴。     

未来直升机技术发展展望

直升机技术经历了四代发展,已经进入第五代。目前,早期妨碍直升机正常飞行的关键技术陆续得到解决,常规直升机技术已非常成熟,直升机已经成为航空飞行器大家族中不可或缺的重要成员。