基于GRNN算法的飞机用电设备非侵入式负荷监测方法

随着飞机的多电化和全电化,机上电气检测及其负荷管理至关重要,然而飞机上为诊断所设置的传感器数量要求越少越好,非侵入式负荷监测（NILM）方法无需分散进入负荷内部,仅检测汇流条级别电力参数可完成负荷识别。选择稳态电流谐波参数为负荷印记,采集某型飞机交流主汇流条上用电设备真实电流波形,提取1~19次谐波含量建立特征库,用广义回归神经网络（GRNN）算法辨识负荷类别,设置适当样本数和扩展速度以有效提高识别准确度。实验表明：GRNN算法较之BP神经网络算法和SVM算法识别准确度更高,计算速度更适于飞机电气系统负荷监测和管理。将非侵入式负荷监测方法引入飞机供电系统分析,将为飞机电气管理、故障诊断和预测等进一步研究提供有效参考。     

网络攻击下无人机信息物理系统的自适应状态估计

针对网络攻击下无人机信息物理系统(CPS)的安全状态估计问题,提出了一种基于自适应方差极小化的递推状态估计器(AVMRE)。通过将针对控制输入和传感器数据的恶意攻击分别建模为状态和量测方程中的未知干扰项,建立了未知干扰解耦状态递推估计器,实现滤波误差中的量测未知干扰解耦,利用滤波残差设计自适应调整因子对估计误差上界进行极小化,应用最小方差估计准则求解出算法中的量测增益反馈矩阵。同时引入事件触发机制,使得系统在保持一定估计精度的情况下节省通信资源。此外,给出了滤波误差指数有界性的充分条件。无人机飞行模型仿真验证了本文算法相比传统算法的有效性和优越性。     

Auto-normalization algorithm for robotic precision drilling system in aircraft component assembly

A novel approach is proposed to detect the normal vector to product surface in real time for the robotic precision drilling system in aircraft component assembly, and the auto-normalization algorithm is presented based on the detection system. Firstly, the deviation between the normal vector and the spindle axis is measured by the four laser displacement sensors installed at the head of the multi-function end effector. Then, the robot target attitude is inversely solved according to the auto-normalization algorithm. Finally, adjust the robot to the target attitude via pitch and yaw rotations about the tool center point and the spindle axis is corrected in line with the normal vector simultaneously. To test and verify the auto-normalization algorithm, an experimental platform is established in which the laser tracker is introduced for accurate measurement. The results show that the deviations between the corrected spindle axis and the normal vector are all reduced to less than 0.5°, with the mean value 0.32°. It is demonstrated the detection method and the auto-normalization algorithm are feasible and reliable.     

工程中的飞机系统综合设计综述

飞机研制单位缺乏对飞机系统综合设计内容的全局了解导致无法提前开展有效的工作规划,研制后期综合设计主题的产生呈现出涌现性,经常需要返工并打乱研制计划,造成成本和进度问题。为解决这个问题,对工程中的飞机系统综合设计进行了综述,提出了基于系统工程的飞机系统综合设计流程,并对飞机系统综合设计内容进行了全面推演,首先识别利益攸关方期望的运行概念,然后提炼综合设计目标,最后识别飞机级综合设计内容主题及其关联技术专业;根据竞争能力等关键衡量指标,指出了最为关键的综合设计主题和相关难点。可以为飞机研制单位及其系统综合设计工程师提供有益参考,帮助其开展整机系统综合设计的全局规划,并最终实现降本提质的目标。     

Research and development version of computer-aided system of aircraft and rocket-space equipment vibration tests

In this paper, a research and development version of the computer-aided system of mass tensometry (SMT) for conduction of aircraft and rocket-space equipment vibration tests is considered. A technique of the system design and development that combines the advantages of the system and process approaches when using the modern element base around the high-performance integral microcircuits is a distinctive feature in this research and development problem solution. We describe the architecture and structure of the advanced computer-aided SMTs and present data on its basic components desigtn. Also determined are the list and functional parameters of ratio-measuring network modules as well as the scheme of their connection to the test object and the local computer network of the enterprise.     

飞机校靶装置技术的发展

飞机校靶装置是军用飞机校靶作业使用的专用保障设备,主要用于机载武器系统和相关系统安装轴线与机体基准轴线间的角度偏差的测量和校准,保障武器系统和相关系统的工作精度和准确性。飞机校靶装置从传统的靶板-望远镜系统发展到目前的新技术校靶装置,实现了技术和性能上的全面跨越。本文概述校靶装置技术发展,简要总结发展历程和发展规律;重点分析和比较3种新技术校靶装置,包括基于光电-惯性技术的光电-惯性校靶装置、基于摄影测量技术的摄影测量校靶装置和基于惯性技术的纯惯性校靶装置,进行技术分析和研究;对我国新型校靶装置发展提出建议。     

基于TD-RLS算法的四旋翼飞行器系统参数辨识

在对飞行器气动参数进行辨识的过程中,常需要对获得的数据求微分或二次微分,而利用差分法求微分会放大噪声的影响,引入滤波器抑制噪声又会产生相位延迟.针对这一问题,提出了一种跟踪微分器-递推最小二乘(TD-RLS)辨识算法.首先,建立了悬停条件下四旋翼飞行器的系统模型;然后,基于实验室四旋翼平台飞行试验实测数据,将TD-RLS算法应用于飞行器参数辨识.最终的辨识结果表明,在四旋翼飞行器悬停或者小角度飞行条件下,该方法可以实时获得比较精确的系统模型.     

Optimization of amount of spare elements for aircraft equipment articles

A two-objective problem of optimizing the amount of spare elements for aircraft equipment articles with instantaneous restoration of their efficiency. We present examples of determining the optimal amount of replaceable elements of a workstation for an unmanned aerial vehicle operator.     

PAR辅助光电设备的飞机着陆监测与评估系统设计

针对数据链在着陆阶段存在盲区和塔台无法获得着陆飞机实时姿态、接地参数等问题,提出利用多功能光电跟踪技术建立飞机着陆实时监测与评估系统,设计出飞机着陆监测与评估系统的技术方案。由于光电跟踪平台的视场有界,无法保证着陆飞机准确进入光电设备视场,采用精密进场雷达（PAR）牵引光电转台对准即将着陆飞机的方式,辅助光电设备捕获目标飞机,再经过图像检测算法处理,检测出目标飞机,进而转入跟踪锁定,计算出最终下降阶段目标飞机的姿态和偏航信息。详细阐述了该系统的PAR初始化光电设备的方法、步骤。该系统在飞机下降阶段辅助塔台指挥,实现整个着陆过程的监视与评估,满足未来作战飞机精密进近引导的着陆保障和训练要求,具有很高的实用价值。     

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。     

基于卡尔曼滤波器和遗传算法的航空发动机性能诊断

以某型涡扇发动机为研究对象,构建了基于卡尔曼滤波器和遗传算法的航空发动机性能诊断方法。卡尔曼滤波器根据发动机可测参数偏离额定特性时的变化量,对发动机性能参数进行了估计。当传感器存在测量偏差时,会使滤波器估计结果偏离真实情况。遗传算法以机载模型输出与发动机测量参数之间的误差最小为目标,通过优化计算,找出存在测量偏差的传感器,确定其偏差,并最终消除测量偏差对性能诊断的影响。     

航空器飞行状态预测的混合模型研究

航空器的飞行状态预测是飞行冲突探测的核心问题,也是保障飞行安全的关键所在.为了准确、高效地预测航空器的飞行状态,提出了一种HMM-BP混合模型.首先深入分析了航空器的飞行特点,从不同角度定义飞行状态并建立几何判定方法;然后通过HMM模型分别对航空器的飞行高度、航向以及速度特征进行时序建模;最后利用BP神经网络对航空器的飞行状态进行了推理预测.研究结果表明,该方法通过分析航空器在扇区内最初5min的雷达航迹数据,能够准确地预测其在扇区剩余时间的飞行状态,且计算速度快、预测效率高,可以有效协助管制员正确掌握航空器的飞行状态.     

仅用作航空器追踪的北斗机载设备适航要求分析

北斗卫星导航系统（简称北斗）在民用航空器中安装应用的前提是明确和符合北斗机载设备的适航要求。但由于全球定位系统（GPS）与北斗在星座结构、信号体制及功能上的不同,导致目前国际上全球卫星导航系统（GNSS）相关适航标准不适用于北斗设备。标准的缺失严重制约北斗民航产业发展,急需进行自主研究与制定。针对北斗在民用航空器中应用第一阶段的功能及场景,即仅用作航空器追踪,分析当前可参考标准的适用性,明确适航要求的制订策略及框架,综合考虑适航安全性、民航对北斗机载设备的紧迫需求,未来机载设备的发展方向,以及当前工业水平,提出一套仅用作航空器追踪的北斗机载设备适航要求,形成审定要素及评审要求,可支持工业方对适航标准的理解。     

An algorithm for computer-aided design calculation of aircraft stability and controllability parameters

An algorithm is proposed for computer-aided calculation of required values of aircraft controlling moments and aerodynamic moment coefficients for stable fulfillment of flight trajectories specified by design flight performance.     

民机复合材料目视检查中的眼动与疲劳检测

疲劳是导致民机复合材料结构目视检查差错的重要诱因,疲劳检测对于减少人的差错,保障飞行安全具有重要意义。对基于眼动行为的疲劳度量与检测方法进行了研究,建立了民机复合材料结构目视检查实验场景,利用Tobii眼动仪提取了正常状态和疲劳状态下的目视检查眼动数据,分析了瞳孔直径、平均注视时间、平均注视频率、平均眼跳时间、平均眼跳频率、注视热点与轨迹和扫视速度等眼动行为与疲劳的关系,进而提取了能表征疲劳的瞳孔直径、平均注视时间和扫视速度3种眼动指标,以该指标构建特征向量,利用支持向量机（SVM）方法构建了目视检查疲劳检测模型。研究发现疲劳状态下的目视检查平均注视时间更长,扫视速度更慢、瞳孔直径减小,右瞳孔减小程度更大,核函数为径向基函数和高斯函数的SVM方法对疲劳的检测效果好。研究结果表明,利用SVM方法训练由瞳孔直径、平均注视时间和扫视速度构成的眼动特征向量能有效检测目视检查中的疲劳状态。     

New VF-power system architecture and evaluation for future aircraft

Conventional aircraft power system is a constant-frequency (CF) supply based on mechanical-regulated constant-speed mechanism that has relatively low efficiency. Replacing the CF system with variable-frequency (VF) power improves overall efficiency, and reduce the system's weight and volume. However, this creates a new tier of requirements and design challenges. Novel VF-power architecture is developed with minimization of the power losses throughout the stages of power conversions. Optimal partitioning and grouping of onboard AC loads has been discussed with specific system data. New VF-input multi-functional power converters are also briefly discussed.     

飞机燃油系统热管理研究

为了充分利用飞机所载燃油作为冷源来冷却飞机的其他机载设备与系统,发挥燃油的最大使用效益,提出了飞机燃油系统热管理.通过对飞机燃油系统中流体网络的关键部件燃油增压泵、液动涡轮泵和管网进行数学建模以求解流体网络各节点的流量、压力、温度和热损失,从而能预测出各种情况下换热器前的燃油入口温度和进入飞机发动机前的燃油温度.研究内容可为飞机燃油这一冷源的综合利用及飞机燃油系统的热管理提供科学依据.      

新一代飞机任务系统概念与构架

新一代飞机是面向全球战略的空中力量组织,其任务系统是利用全球、全域和全空间能力组织,构建全球、全域和全空间警戒、到达和对抗的优势,实现面向全球的战略目标。从全球战略、战术和任务组织思想的角度,论述了新一代飞机任务系统战略需求和存在的挑战,描述了任务系统的"蝴蝶效应"及其形成过程等基本概念,构建了基于战略、战术、任务构架组织的战略云、战术云和任务云的系统框架组织,论述了相应的复杂系统、不确定性和智能化处理思路。