地面效应下飞机空投阵风减缓LQR控制

针对运输机在超低空空投过程中容易受到大气环境干扰的问题,研究了在地面效应影响下对运输机超低空空投的建模改进,建立了基于小扰动运动模型的纵向状态空间方程。在此基础上,应用LQR控制方法结合遗传算法优化设计了干扰抑制控制器,使得空投过程具有良好的稳定性和操纵性。结果表明,遗传算法优化的LQR控制方法能够有效抑制阵风对运输机超低空空投过程的干扰,使飞控系统具有更好的稳定性。     

超低空空投参数自适应反步控制

为解决超低空空投过程中重型货物舱内移动及出舱阶段给载机的姿态和高度稳定带来威胁这一问题,采用带有参数自适应的反步控制方法设计了飞机纵向控制器。将空投过程中模型的不确定性、强扰动以及控制输入增益转化为待估计参数矩阵,并采用参数自适应更新率对参数矩阵进行估计,结合外环PID高度控制器完成了整个飞控系统的设计。仿真结果验证了控制器的强鲁棒性。     

基于飞控系统综合试验平台的快速验证技术

随着国内军用飞机的技术发展,飞控系统的复杂程度呈指数级上升,这对原有的飞控系统试验验证体系提出了巨大挑战。按照飞控系统设计原则和先进飞机飞控系统验证技术特点,创新构建基于飞控系统综合试验平台的快速验证技术体系,建立参试设备的统一描述框架,通过信号转接技术实现试验过程的自动控制,基于试验任务对环境设备自动识别与配置,实现试验流程的自动化管理与控制,最终将基于飞控系统的可靠性物理验证转变为基于飞控系统试验任务的快速验证。经验证,该技术平均缩短验证周期50%以上。研究结果对提高飞控系统综合试验效率、实现试验环境的柔性配置,具有一定的参考意义。     

战斗机综合设计仿真系统中的飞控系统模型

通过分析飞控系统各环节对飞机动态特性的影响及第三代战斗机控制律的特点,为战斗机综合设计仿真系统建立了飞控系统模型。该模型是能够反映飞控系统功能的简化模型。通过对飞控系统各项功能与特点的检验,对飞控系统简化模型进行了验证。验证结果表明,所建立的简化飞控系统模型能够满足战斗机综合设计仿真系统的需要。     

P-ACE仿真器的设计与研究

飞控系统主作动器电子控制装置（P-ACE）是现代电传飞控系统的核心部件。飞控系统主作动器电子控制装置仿真器采用数字仿真模块扩展模拟电路接口的仿真技术,具有与真件功能相似、接口相同的特性,可以代替飞控系统主作动器电子控制装置真件,参与飞控系统的调试和试验,对研究飞控系统的功能和性能具有重要意义。     

飞控系统实时数据记录器的设计实现

在以往直升机科研试飞阶段,往往需要借助飞行参数记录器中记录下的飞行数据,并以此作为依据开展飞控系统排故和控制率调参工作。由于飞行参数记录器中记录的飞控系统参数的更新周期为250ms,不能满足飞控系统实时性的要求;而且飞行参数记录器所记录的对象是面对全机的,所以分配给飞控系统的存储空间有限,导致飞控系统参数记录的数据不全面。因此在某型直升机科研试飞阶段,需要一个飞控系统专用的数据记录器,用以实时记录下飞控系统所有的飞行参数及故障信息。文章提出并实现了一种用于实时记录飞控系统飞行参数的数据记录器。     

光传飞行控制系统研究

简单回顾了光传飞控系统的发展背景,详细介绍了国内外光传飞控系统发展历程及现状,在此基础上分析了光传飞控系统的光纤传输系统、光传感器、光纤数据总线以及光传飞控系统的构型,最后讨论了光传飞控系统的关键技术,分析了光传飞控系统的应用前景.     

大型客机电传飞控系统余度配置研究

大型客机电传飞控系统采用余度配置是提高飞机安全性与任务可靠性的重要方法之一。大型客机通过余度配置降低系统部件发生故障后对飞行性能和整个系统飞机安全性的影响,从而提高了飞控系统的安全可靠性。本文通过对波音和空客飞机电传飞控系统余度配置等主要设计环节的对比分析,阐述了大型客机电传飞控系统在余度设计与配置方面的关键技术点和方法,为大型客机电传飞控系统的余度设计提供技术支持。     

基于UML的无人机飞控系统建模

针对无人机飞控系统功能及其复杂而又难以比较全面的描述,提出利用面向对象统一建模语言UML对飞控系统进行建模,可直观地描述飞控系统,并可以从不同角度较全面地描述飞控系统。首先简要介绍了飞控系统的原理和功能,在此基础上,利用UML例图、类图、协作图、顺序图、活动图,分别从整体、静态、动态角度描述了飞控系统。使用这种方法对飞控系统建模可应用在无人机系统仿真建模中,对无人机系统仿真建模具有积极的研究意义。     

电传飞控系统地面维护检测方法研究与探讨

某先进高级教练机采用典型电传飞控系统架构,本文通过对该型飞机电传飞控系统的组成和工作原理的分析,研究了该型飞机飞控系统地面的检测维护方法,并从系统检测维护的角度对电传飞控系统设计和优化提出了建议。     

静不稳定制导火箭弹控制系统设计

选取鸭式布局结构制导火箭弹作为研究对象,从改善制导火箭弹的飞行性能的要求出发,对静不稳定火箭弹自动驾驶仪进行了设计,对弹道上不同飞行高度和不同飞行速度条件下的自动驾驶仪响应进行仿真研究,结果表明,所设计的自动驾驶仪能够保证控制系统的性能稳定。     

基于AP10的室内飞艇控制系统研究

提出了一种室内飞艇飞行控制系统方案,详细介绍了改制方法。本方案以AP10系统为核心,采用UWB定位技术,利用自行设计的RC接收机与控制系统代替原有的RC接收系统,成功将改制后的AP10系统应用于室内飞艇上,实现了一套室内飞艇自动驾驶仪。将室内飞艇自动驾驶仪装在飞艇上进行飞行试验,结果证明：飞艇飞行能够按照预定航迹飞行,且具备了自主起降功能,达到了预期效果。     

Robust autopilot synthesis

A method of synthesizing an autopilot preserving its characteristics in a given range of flight conditions is proposed. The method is based on the proved statement that an interval matrix in the record of the linearized aircraft control system is superstable.     

某小型无人机编队控制器设计及试飞验证

以某小型固定翼无人机作为研究平台,按前向、侧向和垂直方向3个通道设计僚机编队控制器.利用自动驾驶仪的航路飞行模态简化侧向通道编队控制器的设计,并采用在长机航向角发生较大变化时加入基于视线方位角的方法,使僚机保持编队精度.试验结果表明,所提出的编队算法是可用的,并能够很好地控制无人机的编队飞行精度.     

Integrated flight control systems: a new paradigm for an old art

The automatic flight control computer was a revolutionary development in the early days of flight, even in its primitive electromechanical form. It evolved into an electronic computing device, starting as an analog computer and maturing into software run on a digital, general-purpose microprocessor. The current accepted industry standard is to use a dedicated microprocessor in its own enclosure for this function that is essentially firewalled from the rest of the systems on the aircraft. This paper will explore the opportunity to integrate the flight control function into an integrated processing platform, which is a robustly partitioned platform that supports multiple functions of dissimilar design assurance levels. This approach provides all of the benefits of an integrated system, while still maintaining the separation provided by a stand-alone unit. The paper will consider both the advantages and disadvantages of this approach. The discussion will describe each of the alternatives in general and then focus specifically on autopilot and flight control functions that have potential for integration. The end goal of the paper is to impress on the reader an understanding of the different alternatives available for autopilot, flight control, and avionics modernization in general. This includes the development of a selection matrix that will assist the reader in making decisions on how best to implement these functions according to criticality and the volatility of their future requirements     

Missile autopilot design via functional inversion and time-scaled transformation

This paper presents a new approach to acceleration control of STT (Skid-To-Turn) missiles. In the design and stability analysis of our autopilot, we assume perfect roll-stabilization but consider fully all other nonlinearities of the missile dynamics including the coupling effect due to bank angle. Our autopilot controller consists of a partial-linearizing controller and a dynamic compensator. The partial-linearizing controller along with a time scaled transformation can convert the nonlinear missile dynamics to the so-called normalized system which is completely independent of Mach number and almost independent of air density. The dynamic compensator is designed based on this normalized system. This normalized system greatly simplifies the design process of an autopilot controller regardless of flight conditions. Our autopilot controller can provide fast and exact set-point tracking performance but without the slow-varying conditions on angle of attack and side-slip angle required often in the prior works.     

Letting thoughts take wing

Recent developments in neuroelectronics are applied to aviation and airplane flight control instruments. Electromyographic control has been applied to flight simulations using the autopilot interface in order to use gestures to give bank and pitch commands to the autopilot. In other demonstrations, direct rate control was used to perform repeated successful landings and the damage-adaptive capability of inner-loop neural and propulsion-based controls was utilized.     

Frequency domain approach to guidance system design

The frequency domain approach to guidance system design is presented. The model of the guidance control system reflects the most important characteristics of the flight control system that combines airframe and autopilot dynamics (damping, natural frequency, time constant, and airframe zero frequency). The analytical expressions for frequency response and related expressions for missile system performance are given. The analytical results obtained can be utilized for missile system design.     

风洞虚拟飞行试验模拟方法研究

风洞虚拟飞行试验是把飞行器模型安装在风洞中具有三个转动自由度的专用支撑装置上,让三个角位移可以自由转动或者按照飞行器的飞行要求实时操纵控制舵面,来实现较为逼真的模拟飞行器真实机动运动过程,进而达到探索其气动／运动耦合机理的目的。发展风洞虚拟飞行试验,其模拟方法是必须要解决的核心理论问题。针对某典型导弹,开展了铅垂平面内三自由度俯仰运动的开环控制和闭环控制飞行仿真模拟,分析了风洞虚拟飞行试验和真实飞行之间的主要差异及其影响,研究了风洞虚拟飞行试验的模拟方法。结果表明：对铅垂平面内的三自由度俯仰运动,采用俯仰角速度反馈的经典三回路自动驾驶仪闭环控制方式,风洞虚拟飞行试验能够较为逼真地模拟真实飞行过程。     

基于自适应模糊滑模退步控制的直接力/气动力复合控制导弹自动驾驶仪设计

针对直接力/气动力复合控制导弹所具有的强耦合非线性特性,提出了一种基于自适应模糊滑模退步控制的自动驾驶仪设计方法.该方法利用自适应模糊系统所具有的万能逼近特性,对大迎角飞行过程中导弹动力学方程中存在的非线性函数进行逼近,并利用变结构控制所具有对干扰的强鲁棒性,构造误差系统滑模面,克服了逼近误差和外界干扰对控制系统的影响,实现了对大机动指令的精确跟踪.仿真结果表明,所设计的自动驾驶仪对过载指令有良好的跟踪效果,对模型不确定性和外界干扰具有鲁棒性.