基于PID控制器的鲁棒自动飞行控制系统设计

在某初教机的线性模型基础上,建立了飞机的纵向和横向传递函数,分析了模型参数的不确定性,通过使用MATLAB中的NCD模块对飞行控制系统及PID控制器等参数进行优化,设计出了飞机的自动驾驶仪高度保持和航向保持模式。这种方法既避免了复杂的计算和编程,又使系统具有较好的稳定性、动态性能和鲁棒性,克服了飞机模型参数随着高度和速度的变化(即模型参数存在不确定性)而需要按照多个不同高度和速度的飞行区域设计一系列控制器的缺点。     

基于 ACME 系统的军用飞机试飞技术状态管理研究与实践

目前,军用飞机试飞技术状态管理存在着流程不够完善、职责不够明确、体系不够健全等重难点问题尤其是飞机试飞技术状态更改控制不精准、不严格,信息化手段较为缺乏,试飞阶段技术状态管理工作存在较为明显断层。通过研究军用科研批飞机试飞技术状态管理组织机构、制度、流程及方法,构建了一种适用于军用飞机试飞技术状态管控体系,并基于 ACME 系统(Aircraft Configuration Management Environment,飞机构型管理平台)完善了相关信息化手段,打通了多类更改(结构、系统安装更改、软件更改、机载设备更改、用户资料更改)之间联系,并通过某型号的应用,验证了流程、方法及信息化手段的完整性及可行性,有效提高了飞机试飞技术状态管控能力和效果。     

基于EFPI-FBG结构的光纤复合传感器研究

研究了一种基于非本征型Fabry-Perot干涉仪(EFPI)和光纤Bragg光栅(FBG)串联结构构成的EFPI-FBG光纤复合传感器,用于实现对压力和温度信号的同步测量。传感器选用熔融石英作为压力敏感材料,利用飞秒激光焊接技术实现传感器探头结构的封装。对传感器的工作原理进行了分析,制作并封装传感器工程样机,搭建测试系统,对传感器的性能进行了灵敏度及交叉敏感性分析。结果表明,该传感器在0.8 MPa范围内的灵敏度约为-0.729μm/MPa,在50℃~200℃范围的温度灵敏度为0.009 nm/℃,传感器压力测量最大允许误差为±4.12%FS。该EFPI-FBG复合传感器有望应用于压力—温度双参数测量需求的技术领域。     

基于加权全变差最小化的中子外部CT重建算法

针对中子外部CT检测需求,提出了基于加权方向全变差（WDTV）最小化的中子外部CT重建算法。首先,利用平行束数据对称性原理将正弦图中旋转中心另一侧缺失的投影数据进行补充;其次,采用传统FBP算法进行了外部CT扫描模式下的CT重建。为了抑制传统FBP、SART算法重建图像中径向边缘伪影,采用WDTV算法计算沿径向和周向方向的局部方向差分并作加权和。另外,在重建模型的WDTV项中引入2个权重参数以控制径向边缘和切向边缘的不同响应强度。最后,采用所提算法研究了重建图像质量与投影数据量的关系。计算机仿真和真实冷中子实验表明:基于WDTV最小化的中子外部CT重建算法能够有效抑制径向边缘伪影,获得高质量重建图像。      

基于态势认知的无人机集群围捕方法

无人机集群围捕是智能无人机“蜂群”作战的一种重要任务方式。现有集群围捕方法大多建立在环境已知的基础上,面对未知的任务环境时围捕策略经常性失效。针对此问题,提出了基于态势认知的发育模型,探索一种对环境适应性较佳的围捕方法。首先,对集群围捕行为分解,将围捕离散化;然后,基于深度Q神经网络（DQN）,设计一种围捕策略的生成方法;最后,建立状态-策略知识库,并通过大量有效数据的训练,针对不同环境获得不同的策略,对知识库进行发育。仿真结果表明:提出的基于态势认知的发育模型,能够有效适应不同环境,完成不同环境下的围捕。      

新型弹簧床结构的HAN基发动机技术

为改善硝酸羟胺(HAN)基发动机催化剂在长时间工作的工况下容易发生破碎而产生空穴的现象,本文提出一种新型弹簧床结构发动机设计方法,对发动机催化床进行改进优化设计。该设计可实现,常温环境下弹簧所提供的最大弹力不足以压碎催化剂;同时在高温环境下,弹簧的最小弹力足以克服催化床受到的流动阻力,可大幅提高发动机工作寿命、性能和可靠性。为验证该设计方法的有效性,分别开展了传统结构和新型弹簧床结构的HAN基1N发动机温启动试验。试验结果表明：在相同试验条件下,传统结构1N发动机温启动次数不超过150次,而使用新型弹簧床结构的1N发动机温启动次数超过了500次,且工作性能更优。试验结果证明了该设计方法的有效性,为HAN基发动机长寿命可靠工作奠定了良好的技术基础。     

航天器舱门零重力环境模拟卸载系统设计分析

卸载系统是舱门展开试验装备的重要组成部分,重点对展开试验卸载系统进行设计与分析研究。鉴于空间舱门运行轨迹复杂,采用二维滑轨吊挂方法适应曲线展开轨迹。针对质量大、易导致支撑部件变形以及卸载困难,采用多点长距离支撑均匀分散受力。设计柔性自适应弹性吊挂,对运行过程波动进行有效缓冲,避免刚性碰撞。采用高精度数显可读式拉力传感监测系统,实现展开过程拉力在线检测。针对高卸载效率要求,采用二维可调式转接组件适应多状态舱门调平,最后实现卸载率96.31%以上。结果表明,舱门零重力环境模拟卸载系统设计方法可行,分析过程合理,满足工程应用需求。     

大型水陆两栖飞机抗浪能力研究

阐述了大型灭火/水上救援水陆两栖飞机高抗浪船体设计方法,对飞机起飞过程中的水阻力、滑行稳定性和波浪运动响应进行了研究。通过对比分析,发现断阶喷溅形态是影响水阻力出现第2峰值的关键因素,提出了水阻力曲线出现第2峰值的条件;分析了在纵倾角-速度图中不同区域滑行时飞机纵倾角响应特性,明确了飞机在典型状态的稳定边界;通过研究波长、速度对飞机纵倾角、飞高和机身垂向过载的影响,确定了飞机在波浪水面发生剧烈运动响应时对应的波长范围。     

基于隶属度和LMK-ELM的航空电子部件诊断方法

为提高航空电子部件模块级故障诊断精度,提出一种新的面向软聚类的局部多核学习（LMKL）-超限学习机（ELM）离线诊断方法。通过引入模糊C均值聚类对样本空间进行模糊划分,挖掘聚类内部多样性的同时,实现了对过学习的抑制;将模糊划分产生的隶属度信息融入LMKL-ELM的优化过程,运用基于初始-对偶混合优化问题的三步优化策略克服了局部核权重二次非凸的问题,在l₁-范数与l₂-范数约束下分别给出了相应的更新方法。将所提方法应用于某型机前端接收机,结果表明：与4种流行的多核诊断方法相比,该方法可有效避免漏警、抑制虚警,在l₁-范数和l₂-范数约束下,其诊断精度比其他方法的平均值分别提升了4.09%和5.13%。     

Predicting lean blow-off of bluffbody stabilized flames based on Damköhler number

Lean Blow-Off(LBO) prediction is important to propulsion system design. In this paper,a hybrid method combining numerical simulation and Da(Damk?hler) model is proposed based on bluffbody stabilized flames. In the simulated reacting flow, Practical Reaction Zone(PRZ) is built based on OH radical concentration, and it is considered to be the critical zone that controls LBO.Da number is obtained based on the volume-averaged parameters of PRZ. The flow time scale(s_f)indicates the residence time of the fresh mixture flowing through the PRZ. It is obtained based on the characteristic length and volume-averaged axial velocity of the PRZ. The chemical time scale(s_c) indicates the shortest time needed to trigger the reaction of the mixture. It is obtained by commercial software CHEMKIN through monitoring the transient variation of the reactor temperature. The result shows that the average Da number under different LBO conditions is 1.135(the Da number under each LBO condition ranges from 0.673 to 1.351). This indicates that the flow time scale and chemical time scale are comparable. The combustion is in a critical state where LBO is easy to occur. With the increase of the fuel mass flow rate(the global fuel/air ratio increases from 0.004761 to 0.01095), s_f increases from 0.001268 s to 0.007249 s, and s_c decreases from 0.00124 s to0.00089 s. Accordingly, Da number increases from 1.023 to 8.145, which shows that the combustion becomes more stable. The above results show that the method proposed in the present study can properly predict the LBO limits of combustors, which provides important technical supports for combustor design and optimization.