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基于滑模观测器和动态逆技术的舰载机直接升力控制

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北京航空航天大学学报 2025年

作者：甄冲冯心钰中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所

舰载机是航母战斗群的重要组成部分，在实际运用中有众多技术难点，而着舰技术是其中关键难点之一。针对舰载机系统的多变量耦合特点和着舰过程中环境复杂多变等问题，提出了一种基于滑模观测器和动态逆技术的舰载机直接升力控制系统。... 详细信息

舰载机是航母战斗群的重要组成部分，在实际运用中有众多技术难点，而着舰技术是其中关键难点之一。针对舰载机系统的多变量耦合特点和着舰过程中环境复杂多变等问题，提出了一种基于滑模观测器和动态逆技术的舰载机直接升力控制系统。为补偿舰尾流对控制精度的影响，设计了一种自适应滑模观测器，可以有效估计外界干扰对舰载机运动造成的影响。为实现控制输入之间的解耦，利用非线性动态逆控制技术，建立了舰载机的直接升力控制系统，并提出自调节鸽群优化算法用于整定控制系统参数，提升控制精度。仿真对比实验表明，提出的舰载机直接升力控制系统相比传统比例-积分-微分控制系统着舰精度更高。

关键词：舰载机直接升力控制自适应滑模观测器非线性动态逆自调节鸽群优化

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机载电子设备振动传递率计算模型研究

机械强度 2025年第03期 90-95页

作者：刘治虎醋强一董进喜成鑫常向廷裴晓辉中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所

为解决机载电子设备随机振动传递率计算准确度问题，首先，通过试验验证了STEINBERG正弦振动传递率基本模型和IRVINE随机振动传递率基本模型，发现IRVINE随机振动传递率模型的准确度有改进的空间。因此，在“三段法”的基础上将随机振动... 详细信息

为解决机载电子设备随机振动传递率计算准确度问题，首先，通过试验验证了STEINBERG正弦振动传递率基本模型和IRVINE随机振动传递率基本模型，发现IRVINE随机振动传递率模型的准确度有改进的空间。因此，在“三段法”的基础上将随机振动4σ、5σ瞬时加速度的影响综合考虑，提出更全面的“五段法”；然后，结合机载电子设备特点，修正了模型的结构疲劳系数。结果表明，所提随机振动传递率计算模型与实测值的误差小于5%，更逼近实测值，证明所提模型更准确。

关键词：机载电子设备正弦振动随机振动振动传递率计算模型

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改进蚁群算法无人机三维航迹规划

电光与控制 2025年第2期32卷 18-23页

作者：时光泰王合龙中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471000

蚁群算法经常被用于解决无人机航迹规划问题,而传统蚁群算法存在迭代速度慢、易陷入局部最优等诸多缺陷,针对这些问题提出了一系列改进措施:对于航迹规划初期的蚁群算法盲目搜索问题,在任务空间中对信息素进行具有引导性的不均匀分配,... 详细信息

蚁群算法经常被用于解决无人机航迹规划问题,而传统蚁群算法存在迭代速度慢、易陷入局部最优等诸多缺陷,针对这些问题提出了一系列改进措施:对于航迹规划初期的蚁群算法盲目搜索问题,在任务空间中对信息素进行具有引导性的不均匀分配,使得蚂蚁沿着起点到终点的连线进行探索,蚁群的探索更具方向性;同时,在启发函数中考虑到了转角因素对航迹平滑性的影响,用以提升航迹规划的质量;另外,采用自适应挥发系数,动态调整信息素挥发速率,避免前期过于快速地收敛到局部最优,也确保后期加速收敛,不使算法陷入无休止的计算中,并采用冗余节点消除策略对航迹做了进一步优化。

关键词：无人机航迹规划蚁群算法自适应挥发系数信息素差异分布策略

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面向关键性任务的机载软件服务QoS体系设计技术

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电光与控制 2025年第2期32卷 66-72页

作者：贾雯琪高向征陈洋刘怡中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471000

随着机载软件系统向灵活开放的服务化架构转变,如何保障服务质量成为服务治理的重点。创新性地将服务质量(QoS)应用至机载软件服务,以保证服务集群的持续可靠运行。综合考虑实际条件下表征机载软件服务质量的数值,并结合关键性任务OODA... 详细信息

随着机载软件系统向灵活开放的服务化架构转变,如何保障服务质量成为服务治理的重点。创新性地将服务质量(QoS)应用至机载软件服务,以保证服务集群的持续可靠运行。综合考虑实际条件下表征机载软件服务质量的数值,并结合关键性任务OODA作战要素,设计机载软件服务QoS指标体系,同时针对每项指标提出相应的QoS策略。在此基础上,构建机载软件服务QoS体系模型,实现对机载软件服务体系能力多层次、多方面质量保障。通过构建不同服务故障场景验证了所提出的机载软件QoS体系模型可较为客观地衡量机载软件服务实时运行状况,并通过策略实施保障机载软件服务平稳可靠运行,从而有效提高服务质量,确保任务高效完成,实现机载软件服务化架构的高可用性。

关键词：机载软件服务 QoS 指标量化评估关键性任务 OODA

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考虑共因失效的复杂机载电子系统失效概率算法研究

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电光与控制 2025年第2期32卷 93-97,102页

作者：孙紫荆刘文刘媛吴雨婷中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710000

民机机载电子系统呈现复杂化、综合化的特点,共因失效将破坏系统中失效事件的独立性,可能导致定量安全性评估的结果存在偏差。针对当前民机领域普遍采用定性方法分析共因失效时极大依赖评估人员工程经验的问题,提出一种考虑共因失效的... 详细信息

民机机载电子系统呈现复杂化、综合化的特点,共因失效将破坏系统中失效事件的独立性,可能导致定量安全性评估的结果存在偏差。针对当前民机领域普遍采用定性方法分析共因失效时极大依赖评估人员工程经验的问题,提出一种考虑共因失效的复杂机载电子系统失效概率算法。首先,采用Alpha因子模型对共因失效进行量化;接着,将其引入到基于独立性假设的故障树模型中进行优化;最后,以典型复杂机载电子系统的失效状态为例,对比考虑和不考虑共因失效情况下的失效概率。结果表明:共因失效将对复杂机载电子系统的定量安全性评估结果产生两个数量级的误差影响,本文方法能够实现共因失效问题的量化,可为民机型号复杂机载电子系统的进一步深化应用提供技术支撑。

关键词：共因失效民机机载电子系统失效概率 Alpha因子模型

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基于热-固-声耦合的弹性壁板振动响应分析

振动与冲击 2025年第4期44卷 126-133页

作者：王凯伦王虎寅高鹏新瞿叶高上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035

高速飞行器热防护壁板在高温、强噪声工作环境会表现出热屈曲、非线性热弹性振动等复杂动力学响应。考虑热防护壁板连接间隙接触,建立了热防护壁板热弹性动力学有限元数值模型,采用热响应与频域线性摄动分析叠加的耦合法对热防护壁板随... 详细信息

高速飞行器热防护壁板在高温、强噪声工作环境会表现出热屈曲、非线性热弹性振动等复杂动力学响应。考虑热防护壁板连接间隙接触,建立了热防护壁板热弹性动力学有限元数值模型,采用热响应与频域线性摄动分析叠加的耦合法对热防护壁板随机振动响应进行了分析,研究了不同连接方法对模态分析结果和热防护壁板的热振响应性能模拟精度的影响。通过数值模型的振动模态分析,与模态测试结果对比验证了模型的准确性。随后开展约束连接、连接器连接以及面接触连接三种不同的连接方式下热防护壁板的热振响应性能研究和试验研究。研究结果表明:热防护壁板的热振响应的计算结果与试验测量结果一致,冯·米塞斯应力均方根值与试验测量值之间的最大误差为5%,随机响应与试验测量结果一致。该研究为热-固-声耦合的弹性壁板的热振响应性能分析提供了一种有效的方法,为弹性壁板的热振响应性能预测提供了有效的参考。

关键词：热防护壁板热-声-固耦合热振响应有限元分析

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自动匹配角点特征的激光雷达与光学相机标定方法

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激光杂志 2025年

作者：陈广永陈芳叶方舟郑业中国航空无线电电子研究所

激光雷达（LiDAR）与光学相机的联合标定技术能够利用两种传感器的优势互补，实现鲁棒的三维环境感知。本文使用棋盘格标定板作为参照物。利用单应矩阵建立方程进行局部相对坐标计算，并对LiDAR扫描点云通过AABB算法和体素网格滤波，利... 详细信息

激光雷达（LiDAR）与光学相机的联合标定技术能够利用两种传感器的优势互补，实现鲁棒的三维环境感知。本文使用棋盘格标定板作为参照物。利用单应矩阵建立方程进行局部相对坐标计算，并对LiDAR扫描点云通过AABB算法和体素网格滤波，利用光束法平差法迭代优化获得相转换参数解。实验结果表明，本文方法计算精度，满足实际联合标定的工程需要。

关键词：雷视融合联合标定角点匹配坐标转换

基于（IMP/IMS）的机载设备研制计划标准模板编制方法探索与实践

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航空标准化与质量 2025年第01期 11-16页

作者：陈豫川陈裕兰贺丝雨吕鹃中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所中国航空综合技术研究所

鉴于机载设备研制面临快速研制交付等新要求，对研制项目质量、进度、经费等资源调配和控制等项目管理能力提出更高要求。通过借鉴美军项目管理中采用的综合主计划/综合主进度（IMP/IMS）优秀经验，充分考虑当前机载设备正向设计以及项... 详细信息

鉴于机载设备研制面临快速研制交付等新要求，对研制项目质量、进度、经费等资源调配和控制等项目管理能力提出更高要求。通过借鉴美军项目管理中采用的综合主计划/综合主进度（IMP/IMS）优秀经验，充分考虑当前机载设备正向设计以及项目层级化管理要求，根据军用航空当前的机载设备研制特点、工作要求，以及通用性和项目管理拓展性应用需求，对机载设备研制计划标准模板编制展开分析研究。实践提出研制计划标准模板的编制方法和准则、构建标准框架、定义组成要素，并阐述标准模板的项目管理应用场景，为航空机载产品组织级计划标准模板和项目研制计划编制工作提供一定参考和借鉴。

关键词：机载设备进度管理标准模板综合主计划/综合主进度(IMP/IMS) 工作分解结构(WBS)

面向城市道路安全的ARAIM保护级优化方法

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北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 222-234页

作者：邓思瑜孙蕊张立东胡浩亮南京航空航天大学民航学院南京211106 中国航空无线电电子研究所民航空管航空电子技术重点实验室上海200241

目前,以安全为导向的城市智能交通应用正不断扩展,此类应用不仅对全球卫星导航系统(GNSS)的精度有着一定的要求,同时对GNSS的完好性也提出了新的挑战。先进接收机自主完好性监测(ARAIM)技术作为一种低成本、自主性强的完好性监测算法,... 详细信息

目前,以安全为导向的城市智能交通应用正不断扩展,此类应用不仅对全球卫星导航系统(GNSS)的精度有着一定的要求,同时对GNSS的完好性也提出了新的挑战。先进接收机自主完好性监测(ARAIM)技术作为一种低成本、自主性强的完好性监测算法,目前已经在空旷的航空领域受到广泛的关注,但是在城市环境的应用尚属空白,且面向航空应用空旷环境下的传统ARAIM算法对完好性风险和连续性风险分配较为简单、导致计算的保护级数值过于保守。针对上述问题,本文提出一种基于教与学(TLBO)算法的保护级优化方法,可以实现城市道路安全的完好性需求下完好性风险和连续性风险的合理分配,从而提高多星座ARAIM的可用性。车载实测数据表明,在全球定位系统(GPS)+伽利略卫星导航系统(GAL)双星座场景下,水平保护级(HPL)和垂直保护级(VPL)的平均优化率为50.58%和44.14%,10 m级告警门限(AL)对应的ARAIM可用性提高了51.29%;GPS+GAL+BDS多星座场景下,HPL和VPL的平均优化率为59.59%和56.33%,10 m级AL对应的ARAIM可用性提高了99.29%。

关键词：先进接收机自主完好性监测垂直保护级水平保护级风险概率分配教与学算法

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