运载火箭推力下降后的控制力矩重构分析

针对现役捆绑火箭在飞行中发生推力突降的问题,提出了一种基于改进单纯形法的控制分配策略。利用故障前后火箭控制力矩相等的思想,将推力下降后火箭发动机摆角的重新分配问题转化为目标函数约束下的线性分配问题,通过改进单纯形法进行了有效求解。结果表明,偏航角在关机故障发生后可以迅速恢复至平衡状态,滚转角在小幅抖震后同样快速到达稳定,该方法可以有效地改善火箭突发推力下降后控制能力减弱的问题,并维持故障后火箭姿态的平稳,对运载火箭姿态重构研究具有理论意义与工程应用价值。     

基于工程约束的火星着陆区选择

火星着陆区选择是火星着陆及巡视任务的重要工作之一,着陆区选择需要兼顾科学目标和工程约束,考虑高风险的任务特点,火星着陆任务的工程约束更为重要。工程约束涉及着陆区表面特征、任务轨道、大气等。表面特征包括地理高程、斜坡及地形起伏、岩石分布、尘土厚度、光照、热约束情况。这些因素将影响探测器进入、下降和着陆(EDL)过程的安全性和火星车移动能力。首先针对这些工程约束进行了排序与筛选;然后建立了基于模糊算法的分析模型,通过模糊推理得到各着陆区域的评价指标,从而进行着陆区选择;最后基于ExoMars2020任务的备选着陆区进行了方法验证。     

火星EDL导航、制导与控制方案综述与启示

进入、下降与着陆（EDL）导航、制导与控制(GNC)对于成功着陆火星起着决定性作用。首先详细地介绍了火星EDL的技术需求与GNC面临的挑战;然后系统地总结了国外历次成功火星任务的EDL导航、制导与控制方案;接着有针对性地梳理了我国现有航天工程任务中可加以利用的技术基础;最后,在对比分析已有技术的基础上,对我国未来的火星探测工程EDL导航、制导与控制技术研发给出了初步的建议。     

嵌入式大气数据传感系统的模糊逻辑建模方法

为克服传统的大气数据传感系统的不足,对嵌入式大气数据系统展开了研究。以某飞翼布局飞行器为研究对象,通过风洞试验和CFD数据,研究了针对嵌入式大气数据系统的模糊逻辑建模方法。以模型表面若干测压点的压力或压力系数作为模糊逻辑系统的输入,以迎角、侧滑角、来流速度和海拔高度作为输出,分别采用自适应和固定形状参数的隶属函数作为模型组成部分,混合使用梯度下降法和最小二乘法来识别模糊逻辑系统的参数,从而建立针对该嵌入式大气数据系统的模糊逻辑模型。建模结果表明,相比以往仅使用梯度下降法和固定形状参数的隶属函数的模糊逻辑模型,自适应隶属函数的引入使得模型精度与求解速度得到提高。     

航空器持续下降进近技术的发展现状与展望

持续下降进近作为一种新兴进近技术自提出以来就受到国际的广泛关注,但在我国的发展尚处在探索阶段,还未得到应有重视。对持续下降进近进行了综述性研究,比对了不同国家和组织对持续下降进近的定义,阐明了其核心内容,总结了其优势。通过回顾持续下降进近的国内外理论研究和飞行验证发展现状,分析了持续下降进近在降噪、节油和减排等方面的研究成果。从运行安全性和效率性的角度,指出了持续下降进近的未来发展趋势。     

5自由度机器人手臂模糊自适应控制

为了在一定的跟踪精度范围内且存在不确定性因素的情况下控制机器人跟踪设定的轨迹,给出了一种基于控制器输出误差法的自适应模糊控制法来控制机器人手臂.采用梯度下降法调节部分或全部参数以减小输出误差.该方法被应用于5自由度机器人控制系统中,仿真结果显示模糊逻辑控制器参数得到了实时调整,该方法有效.     

环月降轨实现月面着陆的控制策略

针对探测器实现月面着陆的问题,对环月降轨轨道控制策略进行了研究。根据环月降轨的控制方程,将环月降轨单脉冲控制变量的不同组合与月面着陆目标参数建立了3种关系;建立了定时定点月面着陆、定点月面着陆和目标纬度区域月面着陆3种环月降轨控制策略,并给出了控制策略求解算法和步骤。针对定点月面着陆,单脉冲对半长轴和近月点高度进行组合控制,分析了环月降轨控制解空间。针对标称环月轨道/-偏差环月轨道/+偏差环月轨道,分别进行了定时定点/定点/目标纬度区域3种月面着陆的控制计算,验证了环月降轨控制策略。可应用于月球着陆、月球采样返回及载人登月等实施月面定时定点着陆任务的轨道控制。      

地形提示和警告系统研究

地形提示和警告系统(TAWS)能够有效地避免可控撞地事故(CFIT)的发生,极大地提高了民用飞机飞行的安全性。目前,国外对TAWS的研究和应用比较成熟,而国内仍处于起步阶段。结合作者在设计中积累的经验,首先介绍了近地警告系统(GPWS)的功能特点,通过分析GPWS的应用局限性,给出了TAWS系统的发展历程。对TAWS的主要功能和应用进行了深入研究,重点分析了TAWS的前视功能。并在此基础上,给出了TAWS系统在实际应用过程中的优点和尚待解决的问题。最后,提出了适应民航系统未来发展的新一代TAWS系统的发展趋势。     

高原航线飘降释压应急程序设计研究:以A319-115“西宁/曹家堡-玉树/巴塘”航线为例

为确保高原航线运行安全,保证机组在非正常情况下单发飘降应急程序和客舱释压紧急下降应急程序可用,以空客A319-115飞机执行“西宁/曹家堡-玉树/巴塘”高原航线为研究样本,依照2021年8月12日零时开始实施的202108期《中国民航国内航空资料汇编》显示的航线信息,通过梳理航线的基础数据,在满足相关规章要求的条件下,统筹兼顾航空公司安全、效益、服务的需求,完成单发飘降应急程序和客舱释压紧急下降应急程序设计与研究,以便于机组操作为原则,课题组优化相关应急程序的决断点,最后定义出机组操作程序,研究表明:通过对应急程序关键点的确定,定义出飘降释压后的机组操作程序,完成剖面示意图的绘制,能达到紧急情况下安全飞行的目的,该研究成果在同类高原航线具有推广意义。     

航空燃油泵入口回流抑制方法研究

航空燃油泵性能曲线即增压值随流量增大逐渐降低称为单调下降,随着横梁自密封航空燃油泵的广泛应用,在其小流量工况下流量—增压值性能曲线会出现马鞍形现象,这样会给产品带来运行不稳定及系统不可靠等问题。通过数值模拟分析发现,小流量时入口会出现旋涡导致燃油回流,从而影响泵的单调下降特性。本文提出了一种抑制小流量时入口回流的方法,即增加入口导流板。数值模拟及试验结果表明,小流量时入口回流明显改善,从而减小入口水力损失,保证了燃油泵性能曲线单调下降的特性。研究结果可为其他航空燃油泵性能曲线单调下降的优化设计提供参考。