检索结果-南通市图书馆

Conceptual design and preliminary experiment of icing risk management and protection system

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Chinese Journal of Aeronautics 2022年第6期35卷 101-115页

作者： Qiang WU Haojun XU binbin pei Yang WEI School of Aeronautics Engineering Air Force Engineering UniversityXi’an 710038China

Icing is one of the main external environmental factors that causes aircraft to lose *** flight safety assurance system under icing condition is particularly ***,most of the systems do not consider the coupling characteristics of aerodynamics and flight dynamics of icing *** will affect the accuracy of the calculation ***,the icing risk management system helps the pilot to realize the possible dangers in advance and perform correct maneuvers,based on quantitative assessment and visualization methods of flight *** envelope protection system realizes flight safety guarantee based on the real-time boundary protection method of key flight ***,based on distributed simulation technology,a flight simulator was used as a platform to integrate the icing risk management system and envelope protection system to realize man-in-the-loop *** fictional but historically motivated icing scenarios are designed to test the system,and the results demonstrate that the icing risk management and protection system would be useful for aviation safety and can also be used for pilot training and reproducing flight accidents to find the causes.

关键词： Flight risk Flight simulator Icing Quantitative assessment Visualization

An electromagnetic wave attenuation superposition structure for thin-layer plasma

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Plasma Science and Technology 2022年第2期24卷 137-144页

作者： Wenyuan ZHANG Haojun XU binbin pei Xiaolong WEI pei FENG Lin ZHANG Science and Technology on Plasma Dynamics Laboratory Air Force Engineering UniversityXi'an 710038People's Republic of China School of Electronic Engineering Xidian UniversityXi'an 710126People's Republic of China

This work proposes a new plasma super-phase gradient metasurfaces(PS-PGMs)structure,owing to the limitations of the thin-layer plasma for electromagnetic wave *** on the cross-shaped surface unit configuration,we have designed the X-band absorbing structure through the dispersion control *** setting up the Drude dispersion model in the computer simulation technology,the designed phase gradient metasurfaces structure is superposed over the plasma,and the PS-PGMs structure is *** electromagnetic scattering characteristics of the new structure have been simulated,and the reflectance measurement has been carried out to verify the absorbing *** results demonstrate that the attenuation effect of the new structure is superior to that of the pure plasma structure,which invokes an improved attenuation effect from the thin layer plasma,thus enhancing the feasibility of applying the plasma stealth technology to the local stealth of the strong scattering part of a combat aircraft.

关键词： electromagnetic wave attenuation thin-layer plasma superimposed structure plasma stealth technology

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可压缩效应对超临界流体湍流统计特性的影响

工程热物理学报 2022年第12期43卷 3325-3330页

作者：李方博裴斌斌白博峰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

超临界流体的真实流体效应显著,密度随压力、温度发生剧烈变化,造成流场强烈的可压缩效应。本文采用直接数值模拟方法研究了超临界压力下的槽道湍流,求解低马赫数条件下的可压缩N-S方程。槽道内最大密度比为16,高于现有直接数值模拟研... 详细信息

超临界流体的真实流体效应显著,密度随压力、温度发生剧烈变化,造成流场强烈的可压缩效应。本文采用直接数值模拟方法研究了超临界压力下的槽道湍流,求解低马赫数条件下的可压缩N-S方程。槽道内最大密度比为16,高于现有直接数值模拟研究。分析了超临界流体湍流的统计特性,发现由于Morkovin假设失效,密度脉动改变雷诺应力平衡,流向脉动速度具有较高的偏度及间歇性,流向速度脉动的湍动能谱和二阶结构函数在惯性子区分别具有-1次方、1/3次方标度律,附着涡假设仍然成立。

关键词：可压缩效应超临界流体槽道湍流统计特性

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基于风险预测的飞行安全操纵空间构建方法

北京航空航天大学学报 2018年第9期44卷 1839-1849页

作者：李哲徐浩军薛源裴彬彬空军工程大学航空工程学院西安710038

提高驾驶员在复杂气象环境和系统故障等条件下的情景感知能力是保障飞行安全的有力措施。基于人-机-环动力学仿真,综合计算操纵指令下预测时间段内多个飞行安全参数风险变化趋势,通过飞行安全参数风险度的叠加,得到该飞行情形下的飞行... 详细信息

提高驾驶员在复杂气象环境和系统故障等条件下的情景感知能力是保障飞行安全的有力措施。基于人-机-环动力学仿真,综合计算操纵指令下预测时间段内多个飞行安全参数风险变化趋势,通过飞行安全参数风险度的叠加,得到该飞行情形下的飞行安全谱和飞行风险概率。通过并行仿真计算整个操纵空间内的飞行风险拓扑云图,构建飞行安全操纵空间,引导驾驶员正确操纵。分析了结冰环境下和舵面卡阻故障模式下的飞行安全操纵空间、事故机理和主要敏感参数。仿真结果表明,外部环境突变或突发系统故障可导致飞行安全操纵空间缩减甚至畸变。飞行安全操纵空间的提出可为驾驶员在复杂条件下的安全操纵提供直观全面的参考,提高驾驶员的情景感知能力,也可为事故演化提供可视化的分析方法。

关键词：情景感知安全操纵空间飞行动力学仿真事故演化风险预测结冰方向舵卡阻

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基于多模型MPC的变体飞机协调优化控制

系统工程与电子技术 2023年第9期45卷 2902-2911页

作者：徐文丰李颖晖裴彬彬禹志龙空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 空军工程大学研究生院陕西西安710038

针对变体飞机纵向动力学模型的变形机构、升降舵、发动机推力的协调优化控制问题,基于多模型切换的模型预测控制方法,建立了变体飞机的纵向动力学模型与气动模型,并分析了其在不同状态和构型下的动力学特性。针对变体飞机纵向运动的平... 详细信息

针对变体飞机纵向动力学模型的变形机构、升降舵、发动机推力的协调优化控制问题,基于多模型切换的模型预测控制方法,建立了变体飞机的纵向动力学模型与气动模型,并分析了其在不同状态和构型下的动力学特性。针对变体飞机纵向运动的平衡点转移问题,基于小扰动线性模型设计了一种多模型切换的模型预测控制器。该控制器能够通过协调控制变形机构、发动机推力和升降舵优化飞行性能,并保证了输入幅值和速率受限的条件下变体飞机的状态变量不超出预先设定的范围。然后,给出了将控制器求解转换为二次规划的详细可行步骤。最后,通过仿真验证了方法的有效性。

关键词：多模态切换模型预测控制变体飞机协调控制约束控制

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结冰条件下人机环复杂系统分布式仿真方法

系统工程与电子技术 2018年第5期40卷 1167-1174页

作者：李哲徐浩军薛源裴彬彬吕晗阳空军工程大学航空航天工程学院陕西西安710038

飞机结冰严重影响飞行安全,基于人机环的飞行仿真是研究结冰飞行动力学特性与飞行安全的重要手段。针对复杂飞行仿真系统对实时性要求较高的特点,分析了反射内存网的组网构建方法与实时性工作方式,改进了结冰气动导数模型,开发了包括外... 详细信息

飞机结冰严重影响飞行安全,基于人机环的飞行仿真是研究结冰飞行动力学特性与飞行安全的重要手段。针对复杂飞行仿真系统对实时性要求较高的特点,分析了反射内存网的组网构建方法与实时性工作方式,改进了结冰气动导数模型,开发了包括外部环境、气动力计算、风险评估与边界保护等7个网络节点的分布式仿真系统,为结冰飞行事故重现和飞行控制律验证提供了可靠的平台。提出了基于人机环实时仿真的飞行安全分析方法,包括结冰条件下飞行安全窗和基于相平面的稳定域,对提高驾驶员的情景感知能力,保障飞行安全具有参考价值。

关键词：人机环复杂系统飞行安全结冰分布式实时仿真反射内存网

基于复杂动力学仿真的结冰情形下飞行安全窗构建方法

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航空学报 2017年第2期38卷 37-50页

作者：裴彬彬徐浩军薛源李哲刘东亮空军工程大学航空航天工程学院西安710038 北京航空工程技术研究中心北京100076

目前针对结冰情形下增强驾驶员情景感知的研究比较有限,现有的手段一般为通过评估部分飞行安全关键参数是否超出其极限值来对风险事件是否发生进行预测。建立了驾驶员操纵-飞机本体-积冰影响的动力学模型,通过对单个飞行情形预测时间段... 详细信息

目前针对结冰情形下增强驾驶员情景感知的研究比较有限,现有的手段一般为通过评估部分飞行安全关键参数是否超出其极限值来对风险事件是否发生进行预测。建立了驾驶员操纵-飞机本体-积冰影响的动力学模型,通过对单个飞行情形预测时间段内飞行参数风险度的叠加得到该情形下的飞行安全谱,并在此基础上得到该情形下的风险值。基于建立的并行飞行仿真平台,获取飞机在整个操纵范围内的风险拓扑图,即安全窗。分析了飞机在对称结冰情形和非对称结冰情形下飞行安全窗的变化,并对结冰的致灾机理进行了分析。仿真结果表明结冰导致安全飞行范围缩减,对于非对称结冰还会出现安全窗不对称的现象。安全谱的提出可以为事故的演化分析提供一种全面直观的分析方法,安全窗的构建可为飞机遭遇各种不利情形下的驾驶员操纵提供指示,也可为飞机设计人员优化飞机性能提供一定的参考。

关键词：飞机结冰情景感知计算飞行动力学非对称结冰并行飞行仿真安全窗

基于鲁棒伺服LQR的结冰飞机纵向控制律重构方法

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航空学报 2017年第1期38卷 71-80页

作者：陈威徐浩军王小龙裴彬彬李哲空军工程大学航空航天工程学院

由于防/除冰系统总会出现故障或者除冰不彻底,因此仅依靠防/除冰系统实现结冰条件下的安全飞行并非完全可靠,研究结冰后飞机控制律重构对飞机操纵安全和飞行安全极其重要。针对飞机的纵向运动建立了结冰影响模型和纵向动力学模型,采用... 详细信息

由于防/除冰系统总会出现故障或者除冰不彻底,因此仅依靠防/除冰系统实现结冰条件下的安全飞行并非完全可靠,研究结冰后飞机控制律重构对飞机操纵安全和飞行安全极其重要。针对飞机的纵向运动建立了结冰影响模型和纵向动力学模型,采用鲁棒伺服线性二次型调节器(LQR)最优控制设计了飞机结冰后空中飞行纵向控制律,模拟了飞机在俯仰姿态保持模式下遭遇不同严重程度结冰后的动态响应特性,并与常规PID控制进行对比。结果表明,所设计的控制律能够有效改善结冰飞机的飞行性能和飞行品质,准确跟踪给定的俯仰角指令,且抗干扰能力、动态性能以及鲁棒性均优于常规PID控制。为飞机结冰后的重构控制问题和自动飞行控制,提供了新的思路。

关键词：飞机结冰鲁棒伺服LQR 纵向运动控制律重构仿真验证

考虑输入受限的高超声速飞行器非奇异固定时间自适应切换控制

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系统工程与电子技术 2023年第5期45卷 1476-1488页

作者：董泽洪李颖晖吕茂隆李哲裴彬彬空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 空军工程大学研究生院陕西西安710038 空军工程大学空管领航学院陕西西安710051

考虑了高超声速飞行器输入饱和、气动参数不确定性以及跟踪误差收敛速率慢等问题,设计了一种抗输入饱和非奇异固定时间自适应切换控制策略。首先将高超声速飞行器纵向动力学模型分解为速度子系统和高度子系统,然后分别设计非奇异固定时... 详细信息

考虑了高超声速飞行器输入饱和、气动参数不确定性以及跟踪误差收敛速率慢等问题,设计了一种抗输入饱和非奇异固定时间自适应切换控制策略。首先将高超声速飞行器纵向动力学模型分解为速度子系统和高度子系统,然后分别设计非奇异固定时间跟踪控制器。为解决传统固定时间控制器中存在的奇异值问题,设计了一种新的可微切换函数,该函数以跟踪误差为判定量对控制律进行切换,保证了虚拟控制律的可微性以及反步设计的可行性。针对高超声速飞行器的输入饱和问题,设计了一种固定时间辅助误差补偿系统,将补偿信号的误差收敛速度由指数收敛提高到固定时间收敛。而后,利用Lyapunov定理证明了速度跟踪误差和高度跟踪误差以及逼近器的估计误差在固定时间内收敛至原点的任意小邻域内。最后,通过仿真验证了所提控制器的有效性及优越性。

关键词：高超声速飞行器固定时间稳定输入饱和非奇异切换控制神经网络