- 赵振宇;韩维;陈俊锋;
为了对舰载飞机着舰下滑时的跃升操纵策略进行研究,建立了飞机飞行动力学模型和驾驶员模型。在此基础上,根据"50 ft跃升规范"要求,以F/A-18舰载飞机为例,运用MATLAB/SIMULINK软件,对采取不同操纵策略下的飞机跃升飞行历程进行了仿真分析。结果表明,F/A-18舰载飞机在着舰下滑状态下无法达到"50 ft跃升规范"。此外,飞机在不开启动力补偿的情况下,飞行员需同时操纵油门杆和驾驶杆来实现轨迹跃升。
2016年02期 v.34;No.148 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K] [下载次数:98 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:118 ] - 王亚龙;祝小平;周洲;王睿;
采用控制分配技术对菱形翼布局无人机进行控制律设计,可以充分发挥其多舵面的优势,且在故障情况下进行控制重构而不改变飞行控制律。采用PID方法设计以虚拟舵面为输入的基本控制律,然后分别采用不动点迭代法、序列二次规划法(SQP)设计线性、非线性控制分配律,对比两种控制分配方法对控制系统的影响。经过仿真验证表明,由于阻力舵非线性舵效的影响,线性分配方法对指令的跟踪存在一定的误差,但是通过调整航向增稳系统的控制增益可以使控制系统具备足够的鲁棒性以克服跟踪误差的影响;非线性控制方法可以准确跟踪控制指令,但是其比线性分配方法计算耗时长。
2016年02期 v.34;No.148 5-9+14页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K] [下载次数:297 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:177 ] - 朱齐丹;刘恒;李晓琳;
在研究舰载机弹射过程中,考虑弹射杆形变、轮胎的滚动摩擦力和侧向滑动摩擦力对弹射起飞的影响,通过建立完整的蒸汽弹射器模型和舰载机六自由度动力学模型,并分析舰载机与弹射装置之间的衔接情况,分析不同偏心距情况下舰载机运动姿态、弹射杆和弹射器的受力。舰载机在偏心情况下会发生滚转运动与偏航运动,进而使弹射杆受到垂直于舰载机运动方向的侧偏力。仿真结果表明:侧偏力的产生原因主要是滚转运动和偏航运动,偏心距越大,弹射杆所受的侧偏力越大,而俯仰角几乎不变;汽缸有杆腔压力随着初始偏心距增大而有小幅下降,但变化不明显,因而舰载机的速度也有小幅下降。
2016年02期 v.34;No.148 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K] [下载次数:178 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:11 ] |[阅读次数:119 ] - 孟晓伟;李成;史勇杰;徐国华;黄斌;
以CFD软件为基础,建立了适用于共轴刚性(双)旋翼直升机着舰飞行时的气动计算模型。应用这一模型,首先计算了Robin旋翼的悬停状态算例,计算结果与试验数据进行了对比。然后着重分析了共轴刚性旋翼直升机在着舰与着陆时的流场异同,并进一步分析了着舰飞行时不同风向角对直升机俯仰、滚转和偏航力矩的影响,获得了一些对直升机着舰飞行有指导意义的结果。
2016年02期 v.34;No.148 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K] [下载次数:263 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:159 ] - 徐广;胡国才;王允良;
针对直升机-舰船动态配合研究的需求,开发了一种舰载直升机-舰船动态配合耦合模型。该模型以直升机飞行动力学模型为主体,包括了几个子系统模型,同时考虑了子系统间的相互影响与耦合作用。以UH-60A直升机与某型舰船的动态配合为例进行了着舰降落仿真研究。结果表明:流场、舰效和舰船运动等舰载因素加剧了直升机着舰过程中的机体姿态变化,增大了触舰速度,加大了着舰风险。
2016年02期 v.34;No.148 20-23+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K] [下载次数:213 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:115 ] - 吕吉婵;董彦非;陈元恺;
为寻找到可变后掠翼飞机的最佳变后掠规律,利用CATIA生成不同后掠角模型,使用Fluent模拟不同高度的环境并利用遗传算法得出最佳的变后掠规律,最后将计算数据进行拟合分析。研究结果表明,在不同高度下,最佳变后掠规律大体趋势相似,但5 000 m时优势略明显。这个结论为今后可变机翼无人机的设计提供了一定的依据。
2016年02期 v.34;No.148 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K] [下载次数:343 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:174 ] - 赵一瑾;
在设计控制系统模型时,首先引入了有限差分法(FDM)离散化后的波动方程,然后基于H_∞最优控制原理,检查闭环控制系统的稳定性和可探测性,对控制系统传感器和作动器的位置进行优化配置。通过计算闭环反馈系统的范数,最终得到了控制系统的最优控制算法。仿真结果表明,利用波动方程来优化控制系统传感器和作动器位置的算法是可行的,可广泛应用于飞控系统的设计中。
2016年02期 v.34;No.148 28-31+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K] [下载次数:109 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:128 ] - 马振强;董文瀚;解武杰;邵鹏杰;
针对常规旋翼飞行器飞行速度小和加速飞行时不能保持机体水平姿态等问题,提出了一种具有全向推力矢量的六旋翼无人机设计方案;分析了推力矢量六旋翼在可倾转旋翼结构倾转不同角度时的飞行模式;建立了推力矢量六旋翼的动力学模型,并针对动力学模型设计了PID控制器;最后对动力学模型进行数值仿真验证。结果表明,所设计的推力矢量六旋翼能够悬停,且可以在定速飞行中保持飞行器的水平姿态。
2016年02期 v.34;No.148 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K] [下载次数:580 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:194 ] - 魏扬;张登成;张艳华;朱和铨;郑无计;
自主编队是无人机集群作战的关键技术。提出了一种基于视线的三维无人机双机与多机自主编队方法。制导律采用横纵分离的经典PD控制方式进行设计,建立了加入制导律的双机、多机的质点相对运动学模型,通过求解该模型在平衡点处的雅克比矩阵的特征根,来判断制导律的稳定性。仿真结果表明:设计的制导律能有效导引无人机构成编队,并保持编队飞行。
2016年02期 v.34;No.148 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K] [下载次数:421 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:162 ] - 王品;姚佩阳;梅权;王娜;
在无人机编队控制中,传统的主从式集中编队控制方式需要大量信息交互,对机间通信的要求较高。针对具有虚拟领航者的分布式无人机自组织编队跟踪问题,运用有界蜂拥算法对无人机模型进行求解。首先,提出了一种有界控制输入的蜂拥算法,并对算法的稳定性进行了分析;其次,对无人机进行了建模,提出了虚拟受力点的概念,并对虚拟受力点进行受力分析,将算法中的加速度转化成无人机径向速度与偏航速度的更新,以达到分布式无人机编队自组织以及跟踪虚拟领航者的目的;最后,通过仿真验证了算法和模型的有效性。
2016年02期 v.34;No.148 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K] [下载次数:774 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:21 ] |[阅读次数:137 ] - 刘锦涛;吴文海;李静;周思羽;高丽;
针对四旋翼无人机飞行时受风场扰动影响大的问题,以及在任务场景中对期望姿态角有约束的要求,提出了一种具有输出指令限制的自适应滑模位置控制器,将位置控制器指令转换成为期望姿态指令后,能够保证所生成的期望姿态有界,且能够有效抑制风场扰动对轨迹跟踪的影响。针对旋转矩阵形式表示的期望姿态指令,设计了一种SO(3)滑模姿态跟踪控制器,并分别用Lyapunov稳定性理论进行了分析,得到了全局稳定性的结论。最后进行了无人机在风场中盘旋爬升飞行的仿真,结果表明控制器具有较好的轨迹跟踪性能。
2016年02期 v.34;No.148 47-50+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K] [下载次数:446 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:159 ] - 苏二龙;罗建军;
针对滑翔式高超声速飞行器纵向失稳问题,基于连续算法和分岔理论,求解并分析了特征点单参数分岔图、平衡分支的稳定性和突变点,得出在大迎角飞行时存在较为严重的失稳现象;最后分析了多吸引点和迟滞效应现象。研究结果表明,滑翔式高超声速飞行器在大迎角飞行时存在严重失稳、多吸引域和复杂迟滞运动。此结果在实现飞行器稳定飞行和控制器设计方面具有很好的参考价值。
2016年02期 v.34;No.148 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K] [下载次数:154 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:133 ] - 卓佳;廖馨;周华;郝颖;
针对现有方法在求解升力式再入弹道拉起段时的不足,考虑再入平面动力学模型中的引力项、离心力项的影响,推导了拉起段的速度、高度、航程变化量的近似解。通过与数值仿真校验和现有方法的对比,验证了近似解在估计精度上的改善效果。研究结果可用于升力式再入飞行器的设计评估与制导算法的设计。
2016年02期 v.34;No.148 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K] [下载次数:109 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:129 ] - 刘庆国;刘新学;
利用混合法解决了有限推力作用下单OSV服务多卫星的转移轨道优化问题。首先从OSV携带燃料的角度出发,初步筛选出在其服务范围内的服务对象,基于双脉冲交会假设,确定了服务序列以及时间节点;其次针对每一段转移轨道,利用Pontryagin极小值原理推导出最优控制律,设定开-关-开的发动机工作方式,将初始协态变量和开关机时间进行参数化处理,采用遗传算法对非线性规划问题进行求解;最后对整条轨道进行拼接优化。仿真结果表明,混合法对协态变量初值猜测敏感性小,降低了搜索最优转移轨道的难度,且控制轨线光滑。
2016年02期 v.34;No.148 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K] [下载次数:47 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:120 ] - 李飞;李新国;
吸气式高超声速飞行器巡航状态下飞行环境复杂,建模时存在非线性以及参数摄动。基于小扰动假设的传统经典控制理论难以适应当前任务对鲁棒性的要求,对此提出了一种非线性动态逆-滑模控制律改进方法。通过对吸气式高超声速飞行器模型精确反馈线性化得到解耦形式的线性方程,为速度和高度设计出动态逆控制律来抵消非线性特性,在动态逆的基础上采用滑模变结构来补偿参数摄动带来的误差。仿真结果表明,所设计的控制方法具有良好的动态性能及鲁棒性。
2016年02期 v.34;No.148 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K] [下载次数:232 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:155 ] - 马晓华;南英;惠耀洛;万正富;周生龙;
针对众多临近空间飞行器在复杂飞行环境的最优轨迹规划问题,采用改进的动态规划法和基于共轭梯度法的多点边值组合算法求解了多目标优化问题,得到了全部飞行器的最优飞行轨迹。仿真结果表明,该算法能够在考虑多种环境条件约束和飞行器自身条件约束的情况下,快速规划出众多飞行器的最优飞行轨迹,具有一定的学术价值和工程应用价值。
2016年02期 v.34;No.148 68-71+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K] [下载次数:221 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:161 ]