JJ—7飞机对大气紊流的横航向响应及乘座品质计算

本文对JJ-7飞机的横航向晴空大气紊流响应及乘座品质进行了计算.计算结果表明,JJ-7飞机的横航向大气紊流响应值不大,乘座品质基本上满足要求,可以为飞行员接受.     

民机乘坐品质的概率指标及算法

 针对民用飞机在随机大气扰动下的乘坐品质问题,研究更符合实际的乘坐品质评价指标和方法。从大气紊流强度的概率特性出发,依据飞机对大气紊流响应与乘坐品质C准则之间的关系,推导了飞机乘坐品质C准则的概率指标公式。在此基础上,通过计算大气扰动的功率谱响应,给出了准则的计算方法,并以Boeing747飞机为例,具体说明了算法的实现和计算过程。所建立的乘坐品质的概率指标比传统的C指数更符合实际,计算方法简单有效,有工程实用价值。     

某大型飞机在大气紊流作用下乘座品质响应计算

本文着重对某大型飞机在连续大气紊流作用下的乘座品质问题进行了探讨性计算;根据计算结果,对某大型飞机的乘座品质进行了概略的分析;同时,对飞机在大气紊流作用下的乘座品质准则问题进行了简要的讨论。     

大气紊流频谱与飞机响应的几个问题

 本文推导了各向同性紊流速度及其任意阶梯度间的相关函数和频谱函数的一般表达式,并分析了频谱函数对空间频率的奇偶性。对现有文献和飞行品质规范中几个含糊不清的问题进行了阐述和澄情。对飞机纵向大气紊流响应进行了研究计算,得到了一些有意义的结论。     

大型水陆两栖飞机突风响应特性的程序化设计

现代飞机设计过程中,要考虑飞机遭遇突风时不同部位的动态突风载荷特性.根据大型水陆两栖飞机的设计要求,制订离散突风和连续紊流的分析流程,研究离散突风和连续紊流响应特性的程序化设计方法,并计算飞机各部位的单值载荷包线和组合载荷包线.程序化设计结果表明,大型水陆两栖飞机遭遇突风或紊流时,机体动态载荷量级与静载荷相当,且设计效率大大提高.研究结果为大型水陆两栖飞机的突风载荷设计提供了依据.     

基于现代控制理论的飞机横航向控制律设计研究

本文基于现代控制理论对飞机横航向控制律设计进行研究,运用具有工程意义的线性二次型最优控制方法、特征结构配置方法和动态逆方法,通过状态反馈,得到飞机横航向反馈控制律,并对其进行仿真与验证.     

Dryden大气紊流频谱的等价确定性函数及其在飞机响应问题中的应用

本文扼要评述了B.Etkin等人最近发表的多输入随机过程的等价确定性输入方法（EDIT）,并且加以扩展,导出线性变换公式,分析了确定性输入函数的奇偶性。按照EDIT把目前常用的Dryden大气紊流频谱化成等价确定性时间函数,并拟合成简单的表达式。说明了在时域内计算飞机对大气紊流响应特性的方法和步骤。在算例中比较了用EDIT和常规的功率频谱法所得的结果。     

用最优控制改善飞机纵向飞行品质问题

本文对“用最优控制改善飞机纵向飞行品质问题”进行了初步探讨,并以 J-7飞机为例,计算了该机在无自动器、带自动器及最优控制下的扰动运动过渡过程,并进行了分析与比较。计算结果表明,飞机在最优控制下的稳定性与操纵性均得到最优的改善,而且不像其它控制器那样使稳定性与操纵性的改善存在着矛盾的现象。因此,用最优控制改善飞机的飞行品质应该是最理想的。     

改善箭机分离载机飞行品质的状态反馈器研究

为了改善内装式运载火箭与载机分离过程载机的飞行品质,应用现代控制理论,以一组期望的闭环极点为设计目标,利用正比于状态变量的线性控制律,设计带有状态观测器的状态反馈系统。通过Bass-Gura法求解反馈增益,基于时域分析法数值模拟了带有状态反馈器飞机的飞行品质。仿真结果表明,长、短周期运动变为收敛的周期模态,飞行品质提高到1级标准,可见状态反馈器设计是一种改善箭机分离过程载机飞行品质的高效可行的方法。     

提高飞机横侧乘坐品质的最优控制律设计

采用极点配置方法,从满足飞机横侧荷兰滚飞行品质的要求出发,进行最优控制律设计,以提高大型客机横侧的乘坐舒适性。设计过程中,特别考虑了满足飞行品质和舵面偏转的约束问题,并通过具体算例验证了此设计方法,能有效地改善大型客机的乘坐品质。     

风对飞机影响的描述

本文重新定义了有风时航迹速度相对飞机的角度关系,并用三个欧拉角确定了航迹速度与飞行风之间的相对关系,为准确建立有风时的飞行动力学方程提供了依据。根据新定义的五个欧拉角,可以准确地建立座标变换矩阵并找出相应的几何关系,这对于风的飞行测量、航迹控制、控制系统综合具有重要意义。也同样适用于飞机大气紊流响应研究。在小角度假设下给出了便于工程计算使用的近似关系。并对参考文献(1)的修改提出了相应的建议。     

扩展分支分析方法在飞行动力学中的应用

将分支分析和突变理论方法扩展后,应用于飞机全包线范围内平衡特性的连续计算和稳定性分析,提出了以扩展分支分析方法为基础的反馈参数连续调参的控制律设计方法。研究结果表明,扩展分支分析方法不仅能获得飞行性能指标,而且可确定非线性飞行动力学系统的稳定特性,是综合进行性能计算、品质分析及控制律设计的一种有效方法。     

用无限时域二次型性能指标处理常系数线性系统的优化设计问题

本文主要对无限时域二次型最优控制问题,提出了适用于常系数性线系统的一些建议性优化步骤.按建议的步骤可避免求解黎卡提矩阵代数方程所遇到的计算上的麻烦;并通过最优控制反馈阵K与闭环系统特征值和特征矢量的关系,导出了二次型性能指标J、状态变量加权阵Q与飞机飞行品质的内在联系,从而使优化过程有可能紧密结合飞机飞行品质要求进行.     

基于概率指标的民机乘坐品质最优控制律设计

基于概率观点的乘坐品质评价准则,采用极点配置方法进行了最优控制律设计,以提高大型客机的乘坐舒适性.设计过程中,特别考虑了满足飞行品质和舵面偏转的约束问题,通过具体算例验证了此设计方法能有效的改善大型客机的乘坐品质.     

加速度反馈的隐式动态逆鲁棒非线性控制律设计

针对常规显式非线性动态逆(NDI)控制鲁棒性差的问题,综合隐式动态逆和奇异摄动分层设计,引入状态速率（导数）反馈和操纵面的当前位置信号反馈,设计了隐式增量形式的动态逆控制律。控制律中不显含基于标称模型的非线性直接状态反馈,不需要完整的飞机气动力模型,降低了控制律对于模型的敏感度。利用过载测量信号,采用几何的方法,构建了角加速度信号,对于其他状态速率信号,基于飞机动力学方程,以代数计算的方法求解得到。控制律结构简单,当飞机存在外形损伤、舵面失效或传感器失效时,能够迅速实现测量信号的隔离、反馈信号的重建和控制的重新分配和控制律重构。针对某飞机进行控制律设计和数值仿真,结果表明在存在气动力摄动的情况下,控制律具有良好的鲁棒性。     

改进动态面控制方法及其在过失速机动中的应用

为提高模型飞行试验中飞机过失速机动控制品质,发展了一种考虑非定常气动力效应与舵回路作动器模型的改进动态面飞行控制律。针对一般仿射模型情形的控制律设计了流程:首先针对子系统推导动态面控制律,然后综合全系统并考虑控制约束导出滑模控制律,在一定的假设条件下,证明了闭环控制系统为输入-状态稳定。在应用提出的控制方法进行过失速机动控制律设计中,为准确预测飞机非定常气动力效应,利用过载测量量反解飞机气动力、采用微分方程模型计算飞机非定常力矩。由于综合了作动器动力学模型,控制律的控制效果受作动器带宽影响较小,可以有效消除由作动器动态响应引起的控制效果变差问题,同时控制律中对非定常气动力效应的有效预测也有利于过失速机动品质的改善。     

考虑弹性和紊流影响的人机闭环特性分析

本文对Kleinman等人采用现代控制论的最优化技术所提出的驾驶员最优控制模型,从研究飞机纵向飞行品质规范的角度做了较为详细的论证和探讨。该模型分析了B-1飞机的弹性模态干扰对刚体动力学特性及飞机操纵品质的影响,同时分析了大气紊流对J-7飞机操纵品质的影响.计算结果证明了该模型可在飞机初始设计阶段用于分析飞机飞行品质。     

某机横侧向增稳系统控制律的设计

结合某机横侧向增稳系统控制律的设计作为实例，分析了飞机横侧向增稳系统反馈参数的选择及其对飞行品质的影响。给出了经试飞验证后的控制律参数的选择结果，并对有无增稳系统时飞机的横侧向飞行品质进行了对比，得出了横侧向增稳系统可以明显地改善飞机的荷兰滚模态品质，使之达到１级品质要求的结论。     

基于鲁棒伺服LQR的结冰飞机纵向控制律重构方法

由于防/除冰系统总会出现故障或者除冰不彻底,因此仅依靠防/除冰系统实现结冰条件下的安全飞行并非完全可靠,研究结冰后飞机控制律重构对飞机操纵安全和飞行安全极其重要。针对飞机的纵向运动建立了结冰影响模型和纵向动力学模型,采用鲁棒伺服线性二次型调节器(LQR)最优控制设计了飞机结冰后空中飞行纵向控制律,模拟了飞机在俯仰姿态保持模式下遭遇不同严重程度结冰后的动态响应特性,并与常规PID控制进行对比。结果表明,所设计的控制律能够有效改善结冰飞机的飞行性能和飞行品质,准确跟踪给定的俯仰角指令,且抗干扰能力、动态性能以及鲁棒性均优于常规PID控制。为飞机结冰后的重构控制问题和自动飞行控制,提供了新的思路。     

大气紊流中机翼一阶弹性模态主动振荡抑制方法研究

基于先进数字式控制系统，研究紊流风激励下机翼一阶弹性模态主动振荡抑制方法，给出了技术途径和控制律设计方法。依据大气紊流扰动下弹性飞机的扰动运动方程，推导出弹性飞机动力响应计算方法，改进了大气紊流仿真算法，提高了控制系统设计的准确性和效率。最后．从工程角度给出了控制律的工程特性评估方法。