运用实时频率响应技术确定X—36稳定性裕度

NASA／波音公司的X—36遥控飞机用来验证无尾敏捷性战斗机布局的关键技术。1997年11月，在加州爱德华兹空军基地德赖登飞行研究中心，X—36成功地完成了含31项任务的飞行试验计划。X—36飞行控制系统结构包括每个轴向的单一控制通路，以便估算开环传送函数。采用频率响应技术实时估算单输入、单输出开环传递函数，可以快速安全地扩展X—36的飞行包线。实时稳定性裕度(RTSM)方法取得的飞行数据用来深入分析控制率性能，并指出了提高稳定性裕度所需的修改。RTSM能力大大增加了硬件在环模拟效率，并显著减少了控制率的开发时间。研究证明，只要语音和数据通信可以利用，RTSM频率响应技术就可以从遥控站应用。本文介绍了为X—36飞行试验计划研制的实时稳定性测量技术及从模拟和飞行试验得到的结果。此外，还论述了多输入、多输出奇异值分析在X—36横向控制方面的实时应用。     

飞行力学和飞行控制试飞技术

为了适应高增益,全权限数字电传操纵系统飞行试验的需要,利用已研制成功的多台地面飞行模拟器和ＢＷ－１纵向,ＩＦＳＴＡ三自由度空中飞行模拟试验机,模型自由飞研究以及具有现代先进水平的机载数据采集记录和地面实时监控系统等设备和技术手段,进行了电传飞机的飞行品质和飞控稳定性等问题的研究,包括试飞输入设计,电传飞机飞行品质,电传飞控系统稳定裕度等。最后,提出了对下一代飞机飞行力学和飞行控制方面需要研究的试飞     

Ty—154M变稳飞机空中飞行模拟试验评述

依据Ｔｙ－１５４Ｍ变换飞机的特点，主要进行了不同操纵器、不同控制律和不同显示画面的飞行试验研究。特别是通过中央杆和侧杆、电传系统不同控制律飞行品质特性之间。两种控制方案及不同显示方式的比较，不仅掌握了这方面的试飞试验和评定技术，还亲身体验到变稳飞机在发展仿真技术，新机预研及提高试飞技术和评定技术等方面的巨大作用。     

Ту-154М变稳飞机空中飞行模拟试验评述

依据Ту－１５４М变稳飞机的特点，主要进行了不同操纵器、不同控制律和不同显示画面的飞行试验研究。特别是通过中央杆和侧杆、电传系统不同控制律飞行品质特性之间、两种先进控制方案及不同显示方式的比较，不仅掌握了这方面的试飞技术和评定技术，还亲身体验到变稳飞机在发展仿真技术，新机预研及提高试飞员试飞技术和评定技术等方面的巨大作用。     

民用电传飞机颤振/ASE试飞风险控制技术

现有颤振/ASE 试飞风险控制技术相关研究不够系统全面,未充分考虑民用电传飞机试飞特点及机上试飞工程师的作用。系统地研究民用电传飞机颤振/ASE 试飞风险控制技术,包括理论评估、测试改装、试飞方法、试飞风险分析、风险降低措施和应急处置程序制定等;针对识别出的颤振/ASE 不稳定性、不良操稳特性和局部结构损坏等风险源,提出振动超限或异常时客舱试飞工程师切断激励的新技术,开发地面监控专用软件用于实时颤振/ASE 裕度定量分析;在某型号试飞中应用该技术进行颤振/ASE 试飞科目验证。结果表明：该风险控制技术能够有效降低试飞风险和成本,人工切断技术可在1 s 内中止激励保障飞机结构安全,实时分析技术可以快速准确计算稳定裕度并且提高试飞效率。     

实时数据处理技术在稳定裕度试飞中的应用

介绍了稳定裕度试飞流程和稳定裕度实时数据处理软件的设计思路,讨论了稳定裕度实时数据处理系统的数据流程和如何建立飞行试验数据库,最后给出了系统经过试飞验证后的几点结论。     

用于飞控系统试飞验证的识别方法

为试飞验证飞控系统的稳定性,改进,确认控制律和评价飞机的飞行品质,提出了富氏系数法（ＦＣ）,直接快速富氏变换－功率谱密度地（ＦＦＴ－ＰＳＤ）和相关函数为－功率谱密度法（ＣＦ－ＰＳＤ）确定系统频率响应,进而采用罗森布洛克无约束极值法和最小二乘－高斯牛顿迭代法进行模型参数拟合,另外,给出适合于上述方法的输入激励设计,通过用Ｔｕ－１５４Ｍ空中模拟试验机人机闭环／手动扫频试验数据和ＢＷ－１变稳机手动／自动     

电传飞行控制系统稳定裕度实时监控技术

介绍了电传飞行控制系统稳定裕度的实时监控技术,论述了该技术的应用方法和使用目的,给出了一种基于快速傅立叶变换算法的稳定裕度分析方法,指出了激励信号的选取原则,并对两种激励方案进行了比较,然后介绍了实时监控系统的组成,最后结合该技术在某型飞机定型试飞中的应用,阐述了该系统在包线扩展试飞中的重要作用。     

大型飞机迎角保护控制律设计及试飞技术研究

针对大型飞机迎角保护控制律设计及试飞问题,通过杆位移-过载梯度的实时精确调整及取大值逻辑指令切换,设计了迎角保护控制律,实现拉杆到底飞机迎角达到且不超过限制迎角的目的。根据迎角保护控制律的功能及试飞目的,将整个试飞过程分为三个阶段,研究了各个阶段的试飞技术。仿真结果表明,所设计的控制律能够实现迎角保护功能,具有良好的控制效果。     

推力矢量飞机试飞技术模拟研究

为研究推力矢量飞机的试飞技术,建立了推力矢量飞机的动力学模型,用动态逆方法设计了4种过失速机动控制律,并在地面飞行模拟器上参考标准评估机动动作集(STEMS)进行了飞行模拟试验研究。试验结果表明,使用的4种过失速机动控制模式没有不可接受的操纵响应,飞机采用推力矢量控制后敏捷性明显提高。在模拟导弹攻击目标时,采用过失速机动控制模式具有明显的优势。     

超机动飞机飞行控制及大迎角飞行品质研究

超机动飞机飞行控制和大迎角飞行品质研究,对于强调超机动能力的第四代战斗机的飞行控制律设计、验证和试飞评定有着重要意义。以鸭式布局飞机为研究对象,应用推力矢量技术,结合奇异摄动原理和逆系统理论,设计了基于非线性动态逆理论的超机动飞行控制律。从过失速状态飞机空气动力的非线性和非定常迟滞效应、大气紊流等方面初步验证了控制律的...     

电传飞机迎角限制器试飞验证方法研究

电传飞机迎角限制器是大迎角飞行控制律的重要组成部分,迎角限制器功能可以有效地保证飞机的飞行安全。GJB3814-1999中对于迎角限制器的验证提出了明确的要求,在试飞中必须针对迎角限制器开展飞行验证。根据某型飞机的气动特性、控制律设计原理,开展了飞行仿真试验验证,提出了合理的试飞方法,制定了合理的测试方案和试飞方案。在试飞过程中循序渐进地开展试飞,有效地规避了意外进入失速尾旋等试飞风险,保证了试飞安全,全面验证了某型飞机的迎角限制器功能的可靠性和有效性,为电传飞机迎角限制器试飞提供了技术支持。     

飞行品质仿真计算与试飞数据对比分析

随着飞行控制系统越来越复杂,试飞过程逐渐向数字化过渡。在开展飞行试验前,通过数值模拟对飞机的主要飞行品质参数进行仿真计算,可以为试飞过程提供参考,提高飞行试验的效率。根据某型飞机的风洞试验数据,建立该型飞机的气动力数学模型,基于Flightgear飞行模拟软件搭建功能完备的实时飞行模拟平台,完成飞行品质的数字化试飞。选取典型试飞数据对所建立的气动力模型与数值仿真结果进行验证,结果表明:数值仿真结果与试飞结果具有较好的一致性。     

电传公务机飞行控制律试飞验证方法研究

飞行控制律适航符合性设计与验证是电传公务机飞控系统研制的重要方面。分析了局方运输类飞机适航规章对飞行控制律设计的指导性要求,研究了以Falcon7X和G650为代表的典型电传公务机三轴控制律和控制律模式转换逻辑的设计特征。基于某型电传公务机"减速板自动收回"的控制律功能验证和"配平飞行期间过渡响应"的模式转换验证,提出了试飞验证试验程序与结果评判标准,阐明了试验结果对运输类飞机适航规章的符合性,为电传公务机飞行控制律适航符合性验证提供了思路与方法。     

MIMO系统稳定裕度的几个定义

在介绍了单输入单输出（SISO）系统稳定裕度的基础上，重点讨论了多输入多输出（MIMO）系统的稳定裕度，给出了MIMO系统稳定裕度的几种定义并分析了各种定义的优劣，最后指出了MIMO系统需要进一步研究的问题。     

时域中低阶等效系统方法及其应用

介绍了用低阶等效系统拟配高阶飞机时间反应的新方法，该方法利用飞行试验中收集的飞机输入和输出数据识别飞机动力学特性，以变稳飞机ＮＴ－３３Ａ飞行试验为例，预测和评定了不同构形情况下的有关飞行品质，并与带宽准则估计结果和实际驾驶员评定进行了比较，结果证明该方法适用于飞行试验中飞行品质的评定。     

能量平衡式自适应飞行控制系统的应用研究

自适应控制理论在飞机飞行控制方面的应用,国内外已有多年的研究历史,然而达到实用要求的方案为数极少。根据国内飞机飞行控制的发展需要,对能量平衡式方案进行了求实的研究,提出了实用的改进方案。通过试验和原理试飞初步证明,本方案无需试验讯号、结构简单、具有较好的调参收敛性以及基本不受输入讯号形式的影响,应用希望较大。本文扼要介绍了方案选择、设计分析,研制试验以及原理开环试飞的主要结果。重点分析了设计原理。     

用于电传飞机飞行试验的颤振激励系统

阐述了颤振激励系统（FES）在现代飞机飞行试验中的重要性，论述了FES研制的历史背景。FES作为一种新型的颤振激励系统，在完成了软／硬件设计之后，进行了大量的验证试验。FES是通过电传飞控系统去激励飞机响应，为将风险减少到最小程度，在全权限全时数字变稳电传操纵系统的空中飞行模拟机上进行了验证试飞，而后在某型飞机上进行了验证试飞并投入实际使用，结果表明，FES的监控保安电路可靠，与飞控交联匹配，隔离措施有效，满足飞控稳定裕度以及气动伺服弹性，颤振和操稳等科目的试飞要求。     

飞行/推进系统自适应神经网络综合控制仿真研究

 提出一种基于发动机喘振裕度自适应的飞行 /推进系统综合控制。在发动机喘振裕度较大的某些飞行条件或飞行包线内,通过调整喷口面积,使发动机喘振裕度保持在一个较小值,既保证发动机稳定工作,又增加发动机推力,从而改善飞机的性能。采用分散控制方案,综合控制系统由 5个控制子系统组成。各控制子系统的设计采用自适应控制和神经网络相结合的方法,所提出的参数和权重的自适应调整律保证系统的稳定性。全包线范围内飞机平飞加速和爬升数字仿真结果表明,该综合控制方法可缩短飞机的平飞加速时间和爬升时间。     

F—22A飞机首飞准备和试飞

Ｆ－２２Ａ飞机于１９９７年９月７日在乔治亚州的马里塔进行了首飞。本文重点叙述了任务控制室和空勤人员从训练直到首飞上天的飞行和对飞行的最初评价及获得的经验教训。对于起飞、编队和着陆任务的评价，其操纵品质为一级。对于大气数据系统，发动机性能和操稳，试飞结果与工程师预测之间有很好的相关性。模拟试验对优化控制律和操纵品质以及子系统操作都是很重要的。