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俯仰跟踪任务中的驾驶员神经网络模型辨识

航空学报 2010年第9期31卷 1708-1714页

作者：谭文倩 A.V.Efremov 屈香菊北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 莫斯科航空学院飞行力学与控制系俄罗斯莫斯科125993

在飞机设计中,应用驾驶员数学模型预测飞机飞行品质是避免人机系统出现不良耦合的重要途径之一。为了提高飞行品质的预测精度,采用人工神经网络(NN)方法进行驾驶员模型辨识,着重研究该模型对不同飞机被控对象的适应能力。首先,详细分析... 详细信息

在飞机设计中,应用驾驶员数学模型预测飞机飞行品质是避免人机系统出现不良耦合的重要途径之一。为了提高飞行品质的预测精度,采用人工神经网络(NN)方法进行驾驶员模型辨识,着重研究该模型对不同飞机被控对象的适应能力。首先,详细分析了驾驶员完成俯仰跟踪任务的操纵行为特点,提出适用于该驾驶员行为描述的神经网络模型结构形式。然后,根据对不同被控对象进行俯仰跟踪实时仿真实验的结果,对神经网络模型参数进行识别。最后,对模型辨识结果进行了精度评价。研究结果表明,该辨识方法适用于研究具有不同增益、不同短周期振荡频率飞机被控对象的驾驶员操纵行为特性。

关键词：人机系统驾驶员模型数学模型神经网络飞行品质

A Criterion Based on Closed-loop Pilot-aircraft Systems for Predicting Flying Qualities

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Chinese Journal of Aeronautics 2010年第5期23卷 511-517页

作者：谭文倩 A.V.Efremov 屈香菊北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 莫斯科航空学院飞行力学与控制系俄罗斯莫斯科125993

During the process of aircraft design, the mathematical model of pilot control behavior characteristics is always used to predict aircraft flying qualities （FQ）. This is one of the important methods to avoid pilot-aircraft adverse coupling. In order to study the FQ criterion based on closed-loop pilot-aircraft systems, first, an experimental database is built, which includes 40 aircraft dynamics configurations and the corresponding flight simulation results. Second, the mathematical pilot models with a set of different aircraft configurations are obtained by this experimental database. Then, two FQ criteria, Neal-Smith criterion and Moscow Aviation Institute （MAI） criterion, are analyzed. And the relationship between the FQ level evaluated by actual pilot and the parameters of closed-loop pilot-aircraft systems is studied. Finally, an improved criterion of aircraft FQ is built based on the above two criteria. This new criterion is further used to predict FQ for four new aircraft dynamics configurations, and the prediction results verify its accuracy and practicability.

关键词： pilot-aircraft system flying qualities flight simulation pilot model Neal-Smith criterion

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矢量电推进系统的气动-推进耦合模型

航空学报 2023年第11期44卷 135-147页

作者：夏济宇周洲徐德王正平西北工业大学航空学院西安710072

提出了一种适用于矢量电推进系统的气动-推进耦合模型,旨在通过结合理论模型与工程经验模型,实现对矢量电推进系统气动与推进性能的实时快速评估。为了准确描述系统的气动-推进耦合效应,首先,结合涵道推进增强系数公式与工程经验模型,... 详细信息

提出了一种适用于矢量电推进系统的气动-推进耦合模型,旨在通过结合理论模型与工程经验模型,实现对矢量电推进系统气动与推进性能的实时快速评估。为了准确描述系统的气动-推进耦合效应,首先,结合涵道推进增强系数公式与工程经验模型,建立涵道推进模型;紧接着建立了涵道气动模型,并基于推进效应影响完成了模型修正;然后,分析了涵道气流抽吸效应对机翼的影响,根据涵道是否倾转分别进行了讨论,完成了耦合推进系统的机翼增升模型的建立;最后,将所有模型统一至机体坐标系下,得到矢量电推进系统的气动-推进耦合模型,并依据CFD仿真计算进行了模型验证与分析。结果表明:所提出的气动-推进耦合模型可以准确描述涵道增推与机翼增升效应,能在极快的运算速度下保持较高精度,满足动力学系统与飞行控制系统的实时计算要求。

关键词：电推进系统气动-推进耦合实时计算电动涵道机翼增升

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2米旋翼模型试验系统研制

南京航空学院学报 1993年第1期25卷 48-56页

作者：刘守慎郭士龙张晓谷南京航空学院飞机系

旋翼模型试验系统是开展直升机理论与技术研究、新机研制的最基本和最重要的试验设备。本文简介由南京航空学院研制的2米旋翼模型试验系统、它的设计思想和主要特点等。该系统主要用于开展直升机空气动力学、动力学和飞行力学等方面的... 详细信息

旋翼模型试验系统是开展直升机理论与技术研究、新机研制的最基本和最重要的试验设备。本文简介由南京航空学院研制的2米旋翼模型试验系统、它的设计思想和主要特点等。该系统主要用于开展直升机空气动力学、动力学和飞行力学等方面的试验研究,也可直接为直升机型号研制服务。其主要设计原则是满足试验要求、与现已有的风洞相匹配和满足可行性与灵活性要求等。本文对旋翼模型、操纵与激振系统,动力、传动系统,测量系统,数据采集与处理系统,安全监控与报警系统,以及中央控制台与显示系统等的主要特点均作了简略叙述;还简要介绍了系统调试中的几个问题:温升、振动、天平标定及变距标定等。系统调试完成之后,已成功地进行了几个典型的空气动力学与动力学试验。试验结果达到预定要求,表明该试验系统的研制是成功的。

关键词：直升机旋翼模型试验旋翼试验台

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容错飞行控制技术的应用研究现状与发展趋势

飞行力学 2017年第1期35卷 1-6页

作者：王发威廖开俊空军第一航空学院航空仪电工程系河南信阳464000

如何将容错飞行控制理论研究与工程应用紧密结合是值得关注的问题。从解决飞控系统自身故障的余度容错技术、解决飞控系统被控对象故障的容错控制技术和制约主动容错控制发展的故障诊断技术3个方面研究了容错飞行控制在工程应用中的发... 详细信息

如何将容错飞行控制理论研究与工程应用紧密结合是值得关注的问题。从解决飞控系统自身故障的余度容错技术、解决飞控系统被控对象故障的容错控制技术和制约主动容错控制发展的故障诊断技术3个方面研究了容错飞行控制在工程应用中的发展现状。分析了容错飞行控制的核心技术和难点问题,对未来容错飞行控制技术的发展提出了思考与建议。

关键词：飞行控制容错控制余度故障诊断鲁棒性

基于SVM辨识的涡扇发动机全包线稳态控制方法

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航空动力学报 2012年第7期27卷 1613-1618页

作者：刘建勋李罡吕孟军尉询凯空军第一航空学院航空机械工程系河南信阳464000 空军装备研究院航空装备研究所北京100076

针对涡扇发动机全飞行包线范围稳态最优控制器的设计问题,首先根据不同飞行条件下发动机各工作状态的稳态"小偏差"线性模型,采用线性二次型调节器(LQR)分别设计得到相应的发动机最优线性控制器参数,然后将所得到的线性控制器用支持向量... 详细信息

针对涡扇发动机全飞行包线范围稳态最优控制器的设计问题,首先根据不同飞行条件下发动机各工作状态的稳态"小偏差"线性模型,采用线性二次型调节器(LQR)分别设计得到相应的发动机最优线性控制器参数,然后将所得到的线性控制器用支持向量机方法进行非线性逼近,得到控制器参数的支持向量机辨识模型,以满足发动机全包线、全状态稳态控制的需要.支持向量机模型的输入为飞行高度、马赫数和稳态转速,输出为线性控制器参数.应用实例表明:该方法在全包线范围内对发动机最优稳态控制器的逼近误差均在2%以内,能较好满足控制精度要求.

关键词：涡扇发动机稳态控制线性二次型支持向量机辨识

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组合式航天器概念及构型变换最优脉冲控制

航天控制 2013年第2期31卷 62-68页

作者：田爱平宝音贺西李俊峰海军航空工程学院飞行器工程系烟台264001 清华大学航天航空学院北京100084

为应对多种多样的不确定性对传统航天器的挑战,提出了一种更具灵活性、可靠性的组合式航天器概念。从模块化设计、标准化接口、运行模式、空间任务构型方面对此航天器概念进行描述。它在可维护性、规模可缩放性、可重构性等性能显著增强... 详细信息

为应对多种多样的不确定性对传统航天器的挑战,提出了一种更具灵活性、可靠性的组合式航天器概念。从模块化设计、标准化接口、运行模式、空间任务构型方面对此航天器概念进行描述。它在可维护性、规模可缩放性、可重构性等性能显著增强,特别是具有根据空间任务的不同而进行构型变换的能力。并从相对运动动力学方程出发,本文针对组合式航天器空间任务构型变换,设计了给定机动时间的、以燃料消耗最少为目标的最优脉冲控制方法,生成最优脉冲序列。仿真结果表明,最优脉冲控制方法是实现组合式航天器构型变换的一种有效途径。

关键词：组合式航天器构型变换最优脉冲控制线性规划

基于T-S模糊模型的航空发动机非线性分布式控制系统故障诊断

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航空动力学报 2013年第6期28卷 1429-1435页

作者：翟旭升谢寿生苗卓广彭靖波张子阳王磊空军工程大学航空航天工程学院西安710038 空军第一航空学院航空机械工程系河南信阳464000

针对航空发动机非线性分布式控制系统的故障诊断问题,首先提出了一种基于飞行包线划分的航空发动机非线性Takagi-Sugeno(T-S)建模方法,建立了具有网络诱导时延的航空发动机非线性分布式控制系统模型,然后将该系统视为离散切换系统,为其... 详细信息

针对航空发动机非线性分布式控制系统的故障诊断问题,首先提出了一种基于飞行包线划分的航空发动机非线性Takagi-Sugeno(T-S)建模方法,建立了具有网络诱导时延的航空发动机非线性分布式控制系统模型,然后将该系统视为离散切换系统,为其建立了具有时延补偿功能的故障观测器,给出了使得观测器误差系统渐近稳定的充分条件.故障检测仿真时间为20s,当第12s时,设定系统发生幅值为0.002 5的阶跃型突变故障,仿真结果表明:12s之前,故障观测器保持渐近稳定,当第12s时,残差迅速增大并超过所设定阈值,从而检测到故障的发生.

关键词：时延 T-S模糊模型飞行包线隶属度函数故障检测

“2-lead”多直升机升力系统的气动干扰和性能变化

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2023年第4期40卷 401-419页

作者：丁志伟段登燕赵刚宣金婷李建波南京航空航天大学航空学院直升机动力学全国重点实验室南京210016

参与协同吊挂的直升机属于近距离编队飞行,旋翼尾流之间存在严重的气动干扰,从而带来复杂的气动力学耦合问题。因此在研究性能优化、先进编队控制之前,有必要研究协同吊挂系统的气动干扰及其带来的性能变化。本文以4架纵列式直升机组成... 详细信息

参与协同吊挂的直升机属于近距离编队飞行,旋翼尾流之间存在严重的气动干扰,从而带来复杂的气动力学耦合问题。因此在研究性能优化、先进编队控制之前,有必要研究协同吊挂系统的气动干扰及其带来的性能变化。本文以4架纵列式直升机组成的“2-lead”队形的协同吊挂系统为研究对象,采用黏性涡粒子/面元法研究直升机协同吊挂系统稳定飞行状态下的性能和流场。其中,系统的稳定飞行状态通过分层配平法得到,涡/面法通过风洞试验数据验证。在此基础上,研究了不同飞行速度及不同直升机相对位置下的系统气动干扰和性能变化。计算结果表明:前飞时,研究对象中前后布置的直升机间存在严重的气动干扰。其中,前进比为0.1时,队列中后方纵列式直升机的前旋翼存在20%的推力损失和15%的功耗增加。当队列中直升机间的纵向距离大于3.5倍旋翼直径D、侧向距离大于0.75倍旋翼直径D,或垂向距离大于0.5倍旋翼直径D时,气动干扰均会大大降低。

关键词：多升力直升机性能变化气动干扰涡方法编队