直升机模型跟踪光传飞控技术研究

本文以某型直升机为对象，构建了基于显模型跟踪控制的直升机4通道电／光传飞控系统的地面验证系统。通过电／光传贴地实时飞行仿真对比验证表明，本文所开发的数字量之间的串行光传技术及模拟量脉冲编码数字化光传技术是可行的，从而为我国直升机由电传向光传系统发展作必要的技术储备。     

基于1773光纤数据总线的光传飞控系统

为完成直升机显模型跟踪光传飞控系统局域网的设计,对基于 MIL-STD-1533B多路传输数据总线协议的 MIL-STD-1773光总线协议进行了研究;提出了基于1773光总线的光传系统的开发思想和途径,并对光总线的硬件结构配置及软件实现进行了设计;构建了直升机显模型跟踪光传操纵系统的地面物理仿真验证平台,由给出的光传与电传对比仿真,表明所设计系统是正确并可行的,对开发光传操纵技术具有工程意义。     

直升机地面滑跑飞行力学研究

在直升机地面滑跑模型中引入了精确的飞行力学模型,形成了直升机地面滑跑飞行力学模型。以Peters/He广义动态入流理论建立入流模型,采用等环面积法划分桨叶微段,以叶素理论建立旋翼气动模型。以刚体动力学方法建立直升机地面滑跑模型。使用试飞数据对模型进行验证,吻合较好。文中对直升机地面滑跑进行计算分析,得到了操纵、姿态等的变化规律,为飞行员地面滑跑操纵提供了建议。     

用于光传操纵系统的超高速实时光纤网络研究

综合星型及环形拓扑结构的优点,提出一种用于光传操纵系统的超高速实时光纤网络设计方案。所给出的余度设计及分布式共享内存策略增强了整个光传系统的可靠性及容错性能。应用动态数据分组技术既提高了小数据量的传输效率,又提高了大数据量突发传输时的吞吐量。实际性能测试及地面物理飞行仿真验证表明,系统数据传输速率可达2.12Gbps,具有很强的实时性及信息传输确定性,适应了机载环境下光传飞行控制及航空电子系统不断发展的需求。     

超高速实时光传操纵系统研究

为满足飞行控制及航空电子系统在抗电磁干扰、超高速数据交换等技术要求,本文综合星型及环形拓扑结构的优点,提出一种具有超高速实时光纤网络结构的飞行器光传操纵设计方案.所给出的余度设计及分布式共享内存策略增强了整个光传系统的可靠性及容错性能.应用动态数据分组技术既提高了小数据量的传输效率又提高了大数据量突发传输时的吞吐量.性能测试及地面飞行仿真验证表明,系统数据传输速率可达2.12Gbps,具有很强的实时性及信息传输确定性,适应了机载环境下光传飞行控制及航空电子系统不断发展的需求.     

EC135试飞光传飞行操纵系统

直升机飞行操纵系统近几年来发展迅速,装有电传飞行操纵系统的第1架NH90批生产机还没有出厂,欧洲直升机公司德国分部便已开始研制新一代飞行操纵系统——光传飞行操纵系统。2001年1月15日,欧直公司德国分部用一架EC135改装光传飞行操纵系统,并进行了飞行试验。公司的驾驶员埃贝特·格拉塞和空中试飞机械师芒弗里特·奥塞参     

直升机着舰降落操纵与动态响应研究

直升机在舰船上降落是一个非常复杂的过程,因此有必要对着舰降落阶段直升机的动态响应进行研究。首先,建立了直升机/舰船动态适配仿真模型。然后,通过UH-60A直升机的配平和操纵响应计算结果与飞行测量数据的对比,验证了仿真模型的准确性。最后,对直升机舰面降落操纵与动态响应进行了仿真计算与分析。研究结果表明:舰载环境对直升机着舰降落过程中的机体姿态变化有显著的影响;合理的操纵速率能控制直升机触舰时刻的机体姿态和角速率,减缓对甲板的冲击,保证直升机降落在限定着舰区域。     

直升机近地飞行时的配平和机动操纵分析

在单旋翼带涵道尾桨直升机的非线性全量飞行动力学模型的基础上,提出了求解配平和机动操纵问题的一种混合算法,研究了地面效应对配平和机动操纵的影响.以某直升机为算例,在近地飞行和考虑不同速度与高度时,分别进行了直升机稳定飞行时的配平计算,然后以侧向紧急转弯机动为例,对机动操纵规律的问题进行了计算分析,计算结果与地面效应的理论相符合,机动过载和操纵变化规律可以为飞行试验提供借鉴.所建立的理论方法可以为直升机近地飞行时的动力学和控制分析提供参考.      

某型无人直升机前飞段仿真建模与试飞验证

针对某型无人直升机无铰式旋翼技术验证和飞行试验需求,建立了能够用于实时仿真的非线性飞行动力学模型,并基于经典PID控制算法完成了飞行控制律设计。为验证理论模型准确性和控制参数合理性,相继开展了盘旋飞行和大速度飞行的半物理仿真和飞行试验,并基于飞行试验控制效果评估完成了部分控制参数的优化设计。数据分析表明:半物理仿真和飞行试验的时域响应和配平特性均吻合较好,验证了非线性飞行动力学模型的准确性;飞行试验中无人直升机姿态和速度响应均能够较好地跟踪其设定值,所设计的飞行控制参数能够满足某型无人直升机稳态飞行控制要求。     

飞行模拟器电动操纵负荷系统多余力抑制研究

飞行模拟器操纵负荷系统是一种被动式力伺服系统,其多余力的抑制是提高操纵负荷系统力跟踪精度的关键。以研制的飞行模拟器电动操纵负荷系统原理样机为平台,对系统的工作原理和结构进行介绍,通过系统建模,在MATLAB/SIMULINK中仿真,对经典的前馈补偿和PID复合控制方法的多余力抑制效果进行仿真分析,并在原理样机上进行试验测试。试验结果验证了复合控制策略有效地抑制了多余力,提高了系统的跟踪精度。     

直升机/发动机系统综合控制半物理仿真

基于直升机/发动机系统综合控制半物理仿真试验平台,针对直升机/发动机系统综合模型和综合控制算法进行数字与半物理仿真试验研究.提出了一种串级PID(proportional integration differential)+扭矩前馈+总距补偿的系统抗扰控制算法,并提出了基于机载简化发动机模型的多模式综合实时优化控制算法.试验结果表明:所建立的 直升机/发动机系统综合开闭环模型能够模拟发动机从起动到慢车再到直升机飞行的整个过程,自由涡轮转速超调量和下垂量均在4%以内,在不同飞行条件下,动静态品质均满足设计要求.本文还进行了综合系统多模式优化技术的半物理仿真,结果表明所设计综合控制律的良好工程应用前景.      

基于MFCS直升机协调转弯模态设计

为了消除直升机的侧滑,在已设计完成的具有优良操纵特性的直升机显模型跟踪控制系统(MFCS)基础上,开发了协调转弯模态;按照直升机协调转弯基本要求,开发了基于 MFCS协调转弯模态控制律,给出了结构配置及系统参数设计方法。经仿真表明,所开发的直升机协调转弯模态具有优良的特性。     

光传飞行控制系统余度技术研究

在简要介绍光传飞行控制系统及其余度技术的基础上，针对光传飞控系统的特点，从余度系统的结构，余度系统的可靠性，余度数目及余度系统的监控技术等方面提出了光传飞控系统的余度设计原则，并给出了光传飞控系统余度技术的软硬件总体结构。初步研究表明，光传飞行控制系统具有普通电传飞控系统无可比拟的优点，本文所提出的技术方案是进一步研究光传飞行控制系统余度技术的基础。     

直升机/涡轴发动机综合系统鲁棒抗扰控制设计

提出了一种直升机/涡轴发动机综合系统鲁棒抗扰控制方法。分别设计了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒保性能控制的直升机四通道多变量控制器和涡轴发动机转速控制器;为了进一步提高发动机自由涡轮转速环的抗扰能力,结合自抗扰控制(ADRC)方法,构建了涡轴发动机转速鲁棒保性能控制+扭矩ADRC补偿的控制方案,充分利用了ADRC控制强的干扰补偿能力,避免了鲁棒设计方法的保守性。在UH-60直升机/涡轴发动机综合模型仿真环境下通过模拟直升机大幅急速升降操作,验证了直升机/涡轴发动机综合系统所采用的鲁棒抗扰控制,尤其是涡轴发动机鲁棒自抗扰控制,具有理想的抗扰控制效果,能够抑制直升机机动操作过程中大的扭矩扰动对涡轴发动机造成的不利影响,从而使直升机具有更好的机动能力。     

基于RTW和嵌入式操作系统VxWorks的飞控系统半物理仿真实现

提出一个飞控系统半物理仿真方案。仿真系统基于嵌入式实时操作系统VxWorks，使用RTW工具箱将飞机的Simulink仿真模型下载到PCI04计算机平台，提高了半物理仿真的效率和可靠性。设计开发支持PC104嵌入式计算机的VxWorks板载支持包，研究RTW的代码生成过程，解决了实现该方案的关键技术。     

涡轴发动机/直升机综合控制仿真平台设计

建立了UH-60直升机/T700涡轴发动机综合控制数字仿真平台。基于VC++环境开发了包含UH-60直升机/T700涡轴发动机综合实时模型的上位机程序,与运行机载涡轴发动机+旋翼实时模型及在线优化控制模式的下位机程序。两者基于TCP/IP协议实时通讯,可进行模拟实际直/发综合优化控制的数字仿真实验。在该数字仿真环境下,分别给出了提高直升机常规飞行性能的多种优化控制模式仿真、变旋翼转速优化控制以及快速功率跟随控制模式仿真,充分表明该平台可为新一代直/发综合系统的开发研制提供一个可靠的前期数字仿真验证。     

光传操纵系统及其余度技术实现

在论述光传操纵系统发展背景和工作原理的基础上,简要介绍了时分复用光传操纵系统和波分复用光传操纵系统两大类别,进一步提出了光纤多路发送软件、接收软件的设计问题。在详尽阐述余度技术的基础上,提出了典型光传操纵系统三余度设计方案及其实现。实例验证表明,光传操纵系统及其余度技术具有普通电传操纵系统无可比拟的优点,必将在今后的航空领域中得到广泛的应用。     

一种半实物雷达仿真测试系统的设计与实现

雷达半实物仿真是通过微电子技术、计算机技术和信号处理技术等各种技术来复现雷达信号的产生、传递等动态过程,作为雷达系统测试的有效手段,半实物雷达在雷达系统的研制和调试过程中具有重要作用,半实物雷达仿真测试更是系统功能实现的关键环节。文章基于半实物雷达系统对射频信号发生模块、试验数据采集模块、数据回放模块进行结构与参数的设计,最终完成了各个模块的开发与集成,实现了半实物雷达仿真测试系统的设计。     

余度伺服作动系统可靠性分析

可靠性是飞机设计的重要指标,现代民用飞机电传操纵系统的伺服作动系统普遍采用余度技术,传统的可靠性分析方法无法描述其动态过程。针对主备结构和三余度结构2种不同的民用飞机伺服作动系统方案,应用马尔可夫过程对其分别建立了可靠性模型,并仿真分析比较了两者的可靠性及故障覆盖率对系统可靠性的影响,对实际中系统方案的选择提供了理论依据。