大型运输机大气紊流动态响应计算(离散紊流、纵向)

本文采用(1-cosine)型离散突风,针对本机和B707机的起飞、爬升、巡航和着陆四个飞行阶段和各种航程及紊流情况,计算了开环系统和考虑驾驶员作用的闭环系统的各种响应特性。在求解各个响应量的变化过程时,采用了平移函数的概念,从而避免了冗长的积分运算和由积分步长带来的计算误差。依据Kpe~(τs)的驾驶员模型,着重考虑了K_p大小对响应量的影响,并认为在一般情况下采用中等水平的驾驶动作较为合适,而在着陆状态中,应采用更大的K_ρ才能抑止速度的沉浮特性。     

某型无人直升机悬停状态飞行动力学模型分析

对某型无人直升机悬停状态飞行动力学模型进行了结构框图分解,分析了从操纵输入到状态响应的原理机制,应用美军标ADS一33飞行品质规范评估了该型无人直升机在悬停状态的稳定性、中小幅值姿态变化响应和轴间耦合特性等品质等级,指导了飞行控制律的设计,使闭环后整机飞行品质达到了等级1的要求。     

返馈信号对飞机模态特性的影响

本文以 MИГ-21机为例,系统地计算和绘制了在 H=18000米、M=2.0飞行状态下,引入各种返馈信号后的飞机特征根值随返馈信号大小的变化规律,即系统的闭环根轨迹。并从飞行力学观点初步讨论了根轨迹变化的原因。全文分纵向和横侧向两大部分。计算分析所用系统仍为线性的,自动器为理想的。     

微小型飞行器惯性组合姿态确定与航路导航研究

构建了微小型飞行器(MAV)导航、制导与控制(GNC)系统。研究了微惯性导航测量单元零偏的温度建模及非正交误差的多位置标定补偿方法,提出微小型飞行器导航、制导与控制系统闭环条件下,利用导航、制导与控制回路的飞行状态特征信息的微惯性组合导航系统滤波算法,根据微小型飞行器飞行状态实时调整卡尔曼滤波器的观测噪声方差,有效提高了动态过程中姿态测量精度和微小型飞行器的飞行平稳度。完成了组合导航系统滤波算法验证飞行试验及自主姿态稳定和航路飞行试验。飞行试验表明:微小型飞行器实现了自主姿态稳定与长距离超视距航路点导航飞行,航路点导航误差小于30 m,惯性组合姿态确定与航路导航系统及算法满足微小型飞行器自主飞行对导航系统的需求。     

高原机场终端区飞行闭环稳定性分析

分析了高原机场终端区飞行的特殊性和影响高原机场飞行闭环稳定性的各种不利因素,指出了在高原机场缺氧条件下对飞行员数学模型修正的必要性和修正方法.采用等效闭环系统方法分析飞机在高原机场环境下的闭环稳定性,利用该思路可以用常规的分析方法研究高原机场飞行员缺氧条件下的闭环稳定性.     

无尾飞机的多变量控制律设计

本文介绍了按无尾战斗机综合的纵向和横侧向动力学特性设计的手动飞控系统。所用的设计方法是动态反演与结构化奇异值综合相结合，以便解决稳定性，性能和对受控对象不确定因素的鲁棒性问题。根据闭环系统所达到的稳定性，飞行品质和可靠性订出了设计目标。总设计结构包括一个内回路和一个外回路。内回路将飞机动力学特性调整等于所需的动力学特性。而外回路则采用结构化奇异值综合法来获得一种鲁棒的动力学控制器，以跟踪模型对飞行员指令的理想响应。然后利用一个可按飞机飞行状态调参的前置滤波器使系统输入成形，以便获得所要求的飞行品质。     

无尾飞机的多变量控制律设计

本文介绍了按无尾战斗机综合的纵向和横侧向动力学特性设计的手动飞控系统。所用的设计方法是动态反演与结构化奇异值综合相结合，以便解决稳定性、性能和对受控对象不确定因素的鲁棒性问题。根据闭环系统所达到的稳定性、飞行品质和可靠性订出了设计目标。总设计结构包括一个内回路和一个外回路。内回路将飞机动力学特性调整等于所需的动力学特性，而外回路则采用结构化奇异值综合法来获得一种鲁棒的动力学控制器，以跟踪模型对飞行员指令的理想响应，然后利用一个可按飞机飞行状态调参的前置滤波器使系统输入成形，以便获得所要求的飞行品质。     

用于直升机在大气紊流中的旋翼状态反馈控制

发展了一种集成旋翼状态反馈(Rotor-State Feedback,RSF)控制的飞行控制系统,以提升直升机在大气紊流环境中低速飞行时的飞行品质。基于经典显模型跟踪控制系统,对机体和旋翼状态反馈增益进行协同设计,以综合优化旋翼/机体耦合动稳定性和直升机在飞行品质相关频率范围(1~12rad/s)内的紊流缓和能力。同时,设计了一个旋翼前馈控制以增强直升机的操纵响应特性。对直升机飞行品质的线性分析表明:RSF控制的引入能够在实现旋翼/机体耦合动稳定性控制的同时使滚转和俯仰通道的指令跟踪延迟时间分别降低21.87%和25.82%,扰动抑制带宽分别提升243.22%和72.56%。最后以飞行试验验证的高阶非线性飞行动力学模型进行数值模拟验证控制系统。结果表明:RSF控制的引入使直升机滚转、俯仰角速率对紊流响应的标准差分别降低55.68%和26.81%。集成RSF的控制系统能够提升直升机在紊流中的飞行品质。     

疲劳裂纹起始扩展门槛值的研究

 1.疲劳裂纹起始扩展门槛值(△K_(th))的概念 人们通常提到的疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)是在裂纹扩展过程中不断下降△K,使裂纹扩展不断减慢,直至停止扩展时所对应的△K值。它由降K程序测定,试验方法见文献。达到△K_(th)时裂纹前缘塑性区很小,在厚度和应力比一定的条件下,△K_(th)是材料常数。然而,在构件承受变幅交变载荷作用时,某级载荷使裂纹尖端产生应力强度因子K_(fmax),对应     

大型运输机大气紊流动态响应计算(连续紊流、横航向)

本文用谱分量描述法计算了预定各状态中 A 机和 B 机的各种响应量的统计特性并进行了比较。此外还考虑了自动驾驶仪对紊流作用的改出能力。本文还选用了“乘客舒适性”评定法判定了两机的乘座品质。计算结果表明,小航程晴空紊流情况下,A 机的所有状态及 B 机的大部份状态均是“舒适”的。大航程晴空紊流中,两机的大部份状态均近于“非常舒适”。巡航飞行范围内A 机的各种响应特性变化甚微,且在晴空紊流情况下,巡航飞行范围内都具有良好的响应特性。在风暴紊流巡航飞行中是“不舒适的”的。对于小航程风暴紊流情况起飞过程是“不舒适”,大航程风暴紊流情况起飞过程是“非常不舒适”,所以应避免于风暴紊流中起飞。     

基于T-S模糊系统的空天飞行器鲁棒自适应轨迹线性化控制

 基于T-S模糊系统提出了鲁棒自适应轨迹线性化控制(RATLC)方法。利用T-S模糊系统逼近未知干扰和不确定性因素,并采用Lyapunov方法设计了鲁棒自适应控制律。不论系统状态的维数和用于逼近不确定的模糊系统规则数为多少,整个系统仅有两个参数在线调整。理论分析证明了闭环系统所有信号一致最终有界。应用提出的控制方案设计了空天飞行器(ASV)飞行控制系统,并在高超声速飞行条件下进行了仿真验证,仿真结果表明了控制方案的有效性和鲁棒性。     

民机垂直飞行模式设计与仿真验证研究

自动飞行系统是现代民机的关键飞行系统,对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用。分析了自动飞行系统的俯仰和自动油门工作模式的相关适航规范设计要求,结合B737NG飞机的垂直飞行模式实例,分析了飞行模式的工作原理和设计方法。研究了一种综合飞行模式设计、仿真与验证一体的桌面式仿真平台,在飞行仿真模型的支持下,通过图形化输入界面接收操作事件输入、经模拟综合显示仪表反映飞行模式及当前飞行状态。通过起飞和进近着陆飞行过程的模拟,对上述仿真平台的功能进行了闭环验证。     

高空飞艇俯仰稳定性及其边界分析

高空飞艇的俯仰稳定性及其边界直接影响飞艇的飞行安全,是飞艇总体设计和控制系统设计中的关键内容。针对某型高空飞艇,建立其小扰动线化运动模型,完成了飞艇纵向稳定性分析。首先,开发了飞艇配平与稳定性评估程序,分析飞艇开环系统的俯仰稳定边界;然后,建立了飞艇俯仰姿态跟踪的闭环系统,基于线性矩阵不等式方法,分析了飞艇飞行状态空间的俯仰稳定边界。研究表明：该线化模型下飞艇具有纵向动稳定性;随着飞行高度增加,飞艇的俯仰稳定性改善;飞艇闭环跟踪系统在二维状态子空间的俯仰稳定边界为斜椭球,内部处于稳定状态。     

用跟踪试验进行闭环飞行品质研究

本文概述了闭环飞行品质研究的必要性,用跟踪试验进行闭环飞行品质研究的可能性和有效性。文中介绍了过去两次跟踪试飞的方法和结果以及存在的问题。为了克服这些问题,研制了一套跟踪显示系统,最近的一次闭环飞行品质研究计划中应用了这套系统。地面固定基座飞行模拟器试验和飞行试验表明,这套系统是有效的。试验结果还表明,用跟踪试验进行闭环飞行品质研究是成功的。文章就闭环飞行品质研究的好处以及尚存在的问题进行了探讨,并提出今后应进行的工作。主要是用已获得的飞行试验数据对驾驶员的数学模型进行识别和将跟踪试验的结果与其它飞行品质规范,包括开环判据和闭环判据,进行比较分析。     

人——机系统动态特性的实时仿真与品质评价

飞机的飞行品质不仅取决于飞机本体学特性和驾驶员操纵动力学特性，更重点的是取决于驾驶员－飞机系统闭环特性。通过一名驾驶员在模拟工作台上，完成对某机在不同飞行状态下的俯仰跟踪仿真任务辨识得出驾驶员操纵动力学模型；对驾驶员－飞机闭环系统数学模型进行数字仿真得出系统动态响应。     

飞机平尾结冰检测

<正>飞机飞行时不可避免地受到外界干扰(如风扰动等)的影响。在外界干扰作用下,飞机飞行状态呈现不规律振荡,导致飞行稳定性变差。而飞机结冰后,冰层积聚在飞机表面,改变了飞机气动外形,进而改变了飞行控制参数,往往使飞机稳定性能更为恶化。飞机飞行时,一般均需在操纵系统中加入增稳控制系统,抑制飞行状态振荡,以更好地保持稳定性。飞行控制系统基于飞机的飞行动力学特性设计,需事先已知飞行控制参数。而对于结冰后的飞机,目前的结冰     

一种鲁棒的非线性飞行控制律设计

介绍了一种反馈线性化方法——逆系统方法，用以解决非线性飞行控制。针对逆系统方法存在的误差，介绍了一种鲁棒控制方法——基于RBF神经网络直接自适应控制方法，利用李亚普诺夫稳定性定理推导了神经网络权值的自适应规律，保证了闭环系统的稳定性。设计了针对滚转通道的神经网络，并应用某型号飞机进行了非故障和故障状态的仿真，结果证明，自适应神经网络控制方法补偿作用显著，相当于系统具有一定的重构功能。     

人─机系统动态特性的实时仿真与品质评价

飞机的飞行品质不仅取决于飞机本体动力学特性和驾驶员操纵动力学特性，更重要的是取决于驾驶员─飞机系统闭环特性。通过一名驾驶员在模拟工作台上，完成对某机在不同飞行状态下的俯仰跟踪仿真任务，辨识得出驾驶员操纵动力学模型；对驾驶员─飞机闭环系统数学模型进行数字仿真得出系统动态响应；再按Ｎｅａｌ—Ｓｍｉｔｈ准则评价了该机的飞行品质，并且与按ＭＩＬ—Ｆ—８７８５Ｃ规范要求的飞行品质进行了对比。     

图—144LL超音速运输机低阶等效系统识别

介绍了依据超音速运输机图－144LL的飞行试验数据进行的低阶等效系统模型识别。飞行试验包括在超音速巡航状态下，纵向和横／航向的机动。采用飞行员扫频和多步机动获取闭环低阶等效系统建模的数据。使用灵活的高精度傅氏变换和频域范围内的方程误差／输出误差（EE／OE）公式估算了模型参数，将结果与参数估算值做比较。其估计方法是采用频谱估算和在伯德图上对频响数据做连续最小二乘拟配，两种方法所取得的结果对于扫频和多步连续机动来说都十分吻合，对多步机动来说，EE／OE方法给出了一个可改进预估能力的较好的模型拟合，给出了图－144LL闭环低阶等效系统识别结果的计算值及列表，包括估算参数。标准差，飞行品质等级的预测值。     

人-机闭环系统(滚转操纵)飞行品质

本文讨论了人-机闭环系统(滚转操纵)飞行品质地面模拟试验关于驾驶员描述函数的测定方法与结果。对人-机闭环系统飞行品质分析预测方法进行了初步研究,并与试验结果进行了对比。