过失速大机动飞机的飞行控制律设计

对新一代带推力矢量的战斗机在大迎角过失速机动下的飞行控制律进行设计,并进行了机动指令飞行仿真。引进推力矢量技术,建立带推力矢量的飞机模型方程;采用奇异摄动理论,将控制回路分为两个快慢(内外)回路,对每个回路分别用动态逆方法进行飞行控制律设计;并采用结构奇异值μ综合和分析的方法对快(内)回路设计了鲁棒控制器;最后所设计的控制律进行了机动指令飞行仿真,仿真结果表明设计的过失速机动控制律良好。     

飞行轨迹指令综合跟踪控制器设计

运用多重尺度奇异摄动理论,结合动态逆解耦理论和动态平衡点邻区域优化线性化系统的优化解耦控制律理论,研究了战术任务综合飞行管理系统的综合飞行轨迹指令跟踪控制器系统化设计方法。对F-15飞机,设计了综合飞行轨迹跟踪控制器。数字仿真结果表明,设计的跟踪控制器能够控制飞机精确跟踪不同时标集的飞行指令。     

超机动飞机动态逆-PID控制器设计

对超机动飞机在大迎角机动下的控制律进行设计,并完成相关仿真验证.通过引入推力矢量技术,建立带推力矢量的飞机非线性数学模型;采用奇异摄动理论,将飞机状态划分为快慢变换不同的同路,分别应用动态逆设计飞行控制律;并采用PID控制补偿由于未精确建模带来的系统逆误差;最后对所设计的控制律进行了机动指令飞行仿真.仿真结果表明,设计的控制律能在大迎角机动条件下控制飞机跟踪指令飞行,并保证闭环系统的稳定性.     

飞机座舱盖试验台增压系统分段PID控制器设计

在飞机飞行过程中,随着高度的上升,飞机座舱盖有机玻璃易形成损伤,影响飞行安全。为了能在地面试验台更加精确地模拟飞机飞行过程中座舱盖承受的压力载荷情况,通过引入分段控制思想,对试验台座舱增压系统进行控制器设计;针对试验台座舱增压系统的组成结构,建立控制系统模型,研究在虚拟仪器中通过分段控制技术实现对座舱增压系统的 PID 闭环控制。结果表明:本文设计的 PID 控制器可以提高飞机座舱增压系统的控制精度与试验效率,满足试验台压力控制系统的技术要求。     

舵面破损对飞机轴间运动耦合飞行品质的影响

为研究舵面破损对电传控制飞机轴间运动耦合飞行品质的影响,选取了能够反映飞机多轴运动耦合特性的飞行品质评定任务,建立了舵面破损飞机的飞行动力学模型,选取了适用于表征飞机轴间运动耦合程度的特征参数,形成了基于任务的角速率指令式电传控制飞机轴间运动耦合飞行品质的评定方法。采用该方法对具有不同舵面破损程度的算例飞机开展了飞行品质评估试验,得到了能够量化舵面破损对角速率指令式电传控制飞机飞行品质影响的特征参数取值规律。研究结果对于舵面破损情形下飞机飞行安全与作战效能评估等均有一定的理论参考价值。     

用于评定未来运输机控制方案的空中飞行模拟器

苏联飞行研制院正在利用一架由图－154M运输改装的空中飞行模拟器进行研究工作。该模拟器的设计目的是用来进行先进控制方案的综合研究以及对“人－机”系统参数进行优化。模拟器上装备有侧杆控制器，小型驾驶盘，数字式飞行控制系统和平视显示器。此外，还可利用地面计算机，通过遥测装置按飞机－地面－飞机控制环控制模拟器。每个试验系统以及模拟器的动态特性均可在空中改变。本文讨论了试验系统在模拟器上实现的方式，给出了一些优化结果。比较了各种类型的小型控制器参数，根据控制器类型确定了运输机操纵品质，文中不给出了各种小型控制器的使用及其先进增强控制律（相对于运输机）的试验结果。通过飞行试验对于各种飞行控制律确定了飞行员导航数据的最佳显示格式。     

H_∞控制理论在飞行力学中的应用

 对 H_∞ 控制理论在飞行力学中的应用进行了研究。以典型战斗机的横航向飞行机动为例,介绍了将飞行控制系统设计问题转化为标准的 H_∞ 控制问题,继而进行 H_∞ 控制器设计,以提高其机动特性的鲁棒性。采用显模型跟踪技术,飞行品质的要求包含在反映状态变量侧滑角、稳定轴角速率对指令输入响应的理想模型中,通过使理想模型输出和实际对象输出之间的加权误差最小,同时保证控制面不饱和来达到控制的目的。计算结果表明,在飞机模型气动参数存在不确定性的情况下,增广系统达到了期望的性能指标,显示出良好的鲁棒性。     

电传飞控不同纵向指令形式系统响应特性分析

现代战斗机大都采用带有多模态的电传飞行控制系统,通常在不同的任务模态下,控制系统采用的指令形式不同,飞机对驾驶员的操纵响应也有所不同。文中以电传飞行控制系统中,纵向控制律构型常见的几种指令形式为例,通过理论分析和数字仿真试验方法,分析了不同指令形式下,电传飞行控制系统对飞行员操纵的响应特性,并总结了不同响应特性的指令形式所适合的飞行任务场景。文中分析总结的结果,可为电传飞行控制律设计工作中不同任务模态下,指令形式选择与飞行员飞行任务训练工作提供参考。     

K8飞机自由飞模型飞控系统设计研究

自由飞模型是按相似原理以飞机模型空中投放试验来验证原型飞机的操稳性能或获取飞机参数等，现通过对Ｋ８飞机自由飞模型控制系统的研究。设计了静不稳定飞行状态下的控制增稳系统。并根据自由飞的特点，设置控制器接通与否两种工作状态，可进行人工操纵飞行和接入控制器的操纵飞行。飞行记录表明，控制系统设计是成功的，可起到对原型机仿真的作用。     

飞机空间机动飞行的指令调节规律设计

本文利用现代控制理论设计了对改善飞机空间机动飞行的动态特性极为有效的防偏离指令调节系统(简称DPCAS)。这一系统使飞机能够达到和驾驶员指令一致的精确机动飞行姿态,同时满足一级飞机飞行品质要求。最后讨论了这一系统如何在非线性飞机模型上的应用问题。     

基于约束预测控制的飞行失控包线保护研究

风切变等大气扰动现象严重威胁飞机起降飞行安全。在受到随机风切变干扰下,离线设计的最优控制器无法保证飞行状态始终处在正常包线内。在大型民机线性变参数模型的基础上,从预防飞行失控的角度研究风切变下飞机进场着陆的预测控制方法。将飞行失控包线量化为状态约束,在此基础上设计在线模型预测控制器。仿真结果表明,利用预测控制的滚动优化策略,可使飞机在进场下滑阶段遭遇风切变时进行良好的下滑道捕获和跟踪,且将飞机状态始终约束在安全包线内。     

推力矢量飞机自适应控制系统仿真平台研究

研究了具有自修复功能的推力矢量飞机自适应控制系统的结构功能特点,研究了RHO优化控制算法实现在线控制器设计,利用MSLS辨识算法实现在线飞行参数辨识和等价空间算法、传感器信息融合技术和概率统计理论实现FDI算法。并且根据系统各个部分的算法,采用面向对象技术语言VC 6.0和三维图形语言OpenGL开发了仿真平台,利用仿真平台实时演示了飞机存在舵面故障情况下的飞行控制系统运行仿真,解决了飞机飞行过程中存在舵面损伤和气动参数变化的问题,该仿真平台可以根据需求进行飞机故障加载,具备完备的推力矢量飞机自适应控制系统仿真功能。     

程序调参飞行控制律的研究与展望

概述了飞行控制律设计的几种主要方法。通过对比自适应飞行控制律和程序调参飞行控制律，总结了处于飞行控制器设计领域主导地位的程序调参飞行控制律的主要优点和不足．并就程序调参技术在现代飞控领域的研究现状及其在某先进飞机中的实际应用进行了介绍。最后，针对现代飞机的飞行特点，展望了程序调参飞行控制律今后可能的发展方向。     

推力矢量飞机控制系统设计与仿真研究

针对某型推力矢量飞机提出了一套控制方案,较好地将理论与工程实践结合起来,解决了飞机在全包线范围内的飞行控制问题。该控制方案包括常规机动控制器、大迎角超机动控制器、控制分配器及轨迹跟踪控制器等几个主要环节的设计,完成的控制系统满足全包线飞行品质的要求,可实现对大机动轨迹的精确跟踪。最后,对此综合控制系统进行数字仿真并给出部分仿真结果,结果表明所提出的飞行控制系统设计方案是成功的。     

国防预算削减影响到美空军的飞行试验活动

美国国防预算的大幅度削减迫使美空军不得不大量减少其在爱德华兹飞行试验中心的飞行试验活动。同样,NASA的德莱顿飞行研究中心也必将通过增加民用航空项目的飞行试验研究来补充其经费的不足。 近年来,由于美国国防预算的削减,致使一些飞机计划或被取消或被减少预算费用,这一切自然也影响到美空军爱德华兹空军基地飞行试验中心的飞行试验计划。 美国空军新机(如B-2、C-17)和现役机种改型(如F-15、F-16)计划预算经费的削减,使空军不得不减少对它们的飞行试验活动,以至于到1996财年时,由于上述计划飞行试验活动的大幅度减少,中心的业务将处于萧条时期。     

智能无人机综述

无 人 机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是指不经由驾驶员直接操作,可自主或通过远程控制完成飞行行为及其他一些特定动作的空中机器人系统. 无人机技术的关键问题就是如何设计合理的控制方式代替飞机驾驶员在有人机系统中的位置.根据无人机不同的控制方式,可将无人机系统分成以下3类[1-5]. (1)基站控制. 基站控制式无人机也称为遥控无人机(Remotely Piloted Vehicle,RPV).在无人机飞行的过程中,需要地面基站的操作员持续不断地向被控无人机发出操作指令.从本质上来看,基站控制式无人机就是结构复杂的无线电控制飞行器.由于无线电控制技术在空间上的局限性,现代无人机已经很少采用纯粹的基站控制方式来实现无人驾驶.     

超机动飞行的非线性反推自适应控制

为解决对象参数未知时的超机动飞行控制问题,设计了一种非线性反推自适应控制器。针对超机动飞行的非线性模型,适当选取Lyapunov函数和中间虚拟控制信号,同时通过自适应控制律的设计来调节未知参数并得到了最终的控制信号。仿真结果表明,即使模型参数未知,所设计的控制律也能在过失速机动条件下控制飞机跟踪指令飞行,同时保证了闭环系统的稳定性。     

推进操纵飞机的应急飞控系统在F—15上的飞行试验

一种推进操纵飞机（ＰＣＡ）系统在Ｆ－１５飞机上的飞行试验已在ＮＡＳＡ德赖登飞行研究中心进行。飞机在使用手动油门的工作方式和一种增强系统工作方式锁定所有飞行操纵面的条件下飞行。后一种方式中，飞行员的拇指轮指令和飞机反馈参数用于油门定位。飞行评价结果表明，ＰＣＡ系统可以用于使一架主飞行控制系统发生故障的飞机安全着陆。ＰＣＡ系统曾用于把Ｆ－１５飞机从严重失去操纵条件改出、下降和着陆。这个报告描述了ＰＣＡ     

陆空通话值得注意的几个问题

在现代空中交通管制(ATC)中,陆空无线电通话语言有如一座看不见的桥梁,联系着空中和地面,使机组与空中交通管制员之间的指令信息传递与交流得以顺畅地进行。“桥”的通畅度直接与飞行安全、正点、有序及高效相关联。在运用无线电通话语言时,如不注意掌握其内在规律,忽略其语言特点,把握不住通话程序,就会造成通话障碍,影响管制指令的传递和执行,威胁飞行安全。本文所述是飞行员与     

安装主动侧杆的飞机的人机交互控制系统研究

主动侧杆人机交互控制是一种具有广泛应用前景和重要意义的技术，它不仅可以减轻飞行员的负担，也可以提高飞机的性能和安全性。为了解决飞机执行器出现故障时可能出现的飞机失控问题，本文构建了含有主动侧杆的飞机中飞行员与控制增稳系统之间的并联人机交互控制架构，设计了一种新的主动侧杆与飞行员交互方式，主动侧杆不仅传递操纵指令，还通过触觉反馈向飞行员传递飞行状态，使飞行员能够快速感知飞机故障并采取相应措施。同时，设计了控制增稳系统，选用自适应控制器，并在此基础上设计了改进型自适应控制器+PID控制器。利用模糊控制机制动态分配人机控制权重，为飞机系统和飞行员之间的交互提供更加灵活和精确的控制方式。最后，通过仿真验证了所设计的含主动侧杆的人机交互控制方法的有效性。