自适应克隆选择算法在等效系统拟配中的应用

等效系统拟配是一种有效评价高阶电传操纵飞机飞行品质的方法。传统的等效拟配通常采用最小二乘等方法,拟配结果易受初值选取的影响。建立了综合考虑某型飞机本体动力学、电传操纵系统、驾驶员操纵和升降舵的人-机闭环系统模型。给出了一种基于自适应克隆选择算法的等效系统拟配流程。采用自适应克隆选择算法对该高阶的人-机闭环系统进行了低阶等效拟配,拟配精度满足失配包络线的要求。仿真结果表明自适应克隆选择算法具备较强的寻优能力,可有效提高拟配精度。     

驾驶员预瞄时间与公路弯道半径的耦合特征

为了研究驾驶员预瞄时间与公路弯道半径耦合特征对汽车操纵稳定性的影响,建立了人-车-路系统动力学模型,通过基于实际道路数据的仿真试验,分析了驾驶员预瞄时间和弯道半径对汽车动力学特征和路径跟踪情况的影响,验证了模型的正确性.利用相轨迹变化、轮胎侧向力、汽车行驶轨迹偏差、车身姿态变化、汽车状态变量(纵向速度、侧向速度、横摆角...     

极值理论在飞机操纵系统安全性评估中的应用

飞机操纵系统是影响飞行安全的关键系统。针对飞机电传操纵系统安全性评估问题,提出了一种基于极值理论的操纵系统故障后的飞行风险小概率事件评估方法。总结了用极值理论评估飞行风险小概率事件的步骤,对比了不同坐标变化下的拟合优度,验证了双负指数法是逼近Ⅰ型极值分布的最佳方法。以某型飞机滚转角速度传感器故障后的飞行安全评估为例,得到了此时驾驶员不能排除该故障的风险概率和综合飞行风险。通过与军标中规定的安全性标准相对比,表明此时飞机能够满足安全性要求,从而为评估飞机操纵系统安全性提供了一种有效方法。     

军用战机驾驶员操纵品质评估系统研究

分析了驾驶员操纵品质评估对飞行数据的要求，根据军用战机的飞行特点，建立了军用战机驾驶员操纵品质评估模型。利用Visual C 6．0和DirectX混合编程技术研制了可在普通配置的PC机上运行的驾驶员操纵品质评估系统。该系统的核心是基于专家系统理论快速识别飞机飞行状态和机动飞行动作，完成整个飞行课目的飞行成绩自动评定，逼真再现飞行过程。为提高飞行技术，确保飞行安全提供了技术手段。     

基于贝叶斯网络的飞行安全人因可靠性评估模型

基于广义人-机-环境复杂系统,对飞行人员可靠性、空中交通管制人员可靠性和航空器维修人员可靠性进行了分析,综合考虑常用可靠性评估方法的优缺点,采用贝叶斯网络建立了飞行安全人因可靠性的评估模型.该模型综合运用诊断推理和支持推理形式,分析直观,计算简便,适用于广义的人-机-环境复杂系统建模;同时该模型可以根据后验概率来调整先验概率,从而有效地提高了评估的精度.     

应用于HIL系统的驾驶员行为特性建模仿真与控制

驾驶员模拟是搭建人-车-路-环境的整车环境测试系统的关键环节之一,建立正确的、可以反映客观实际的驾驶员模型对于人-车闭环系统的描述与评价起着至关重要的作用。本文针对模拟仿真与测试需求进行驾驶员行为特性建模仿真与控制研究,研究预瞄环节、惯性环节和神经滞后环节以及前馈环节与反馈环节等对不同熟练程度驾驶员行为的影响,并建立PID和模糊自整定PID驾驶员控制模型以适应不同驾驶员操控,通过HIL仿真表明本文建立的驾驶员模型及控制模型能模拟驾驶员在不同熟练程度的真实操纵行为,且具有较好的适应性。     

车辆动力-传动系性能仿真的方法研究

对车辆动力-传动系性能仿真的方法进行研究,提出了3种不同的仿真策略,即反向计算法、正向计算法和混合计算法,并进行了详细分析.给出了各种计算方法的计算流程,针对各种仿真策略,建立了车辆动力-传动系组成元件模型、整车模型和驾驶员模型.对BJD6100-EV电动公交车动力-传动系进行了性能仿真计算,计算结果与实测结果比较接近.提出的仿真方法和建立的模型合理有效,可用于仿真车辆动力-传动系的经济性、动力性以及驾驶员的操纵特性等.     

汽车方向控制驾驶员模型

建立合适的汽车方向控制驾驶员模型是人-车-路闭环系统最重要的环节之一.目前在传递函数、最优控制的基础上建立了补偿模型、预瞄补偿跟踪模型、预瞄最优曲率跟随模型等,但由于驾驶员驾驶特性的非线性、时变性等特征,上述模型很难模拟驾驶员实际操纵行为.考虑到驾驶员的操纵特性,运用智能控制理论,基于模糊控制、神经网络及这两者的结合,建立相应的驾驶员模型可以更加接近驾驶员实际的驾驶行为.     

应用于硬件在环系统的驾驶员行为特性建模仿真与控制

驾驶员模拟是搭建人-车-路-环境的整车环境测试系统的关键环节之一,建立正确的、可以反映客观实际的驾驶员模型对于人-车闭环系统的描述与评价起着至关重要的作用。针对模拟仿真与测试需求进行驾驶员行为特性建模仿真与控制研究,研究预瞄环节、惯性环节和神经滞后环节以及前馈环节与反馈环节等对不同熟练程度驾驶员行为的影响,并建立PID和模糊自整定PID驾驶员控制模型以适应不同驾驶员操控,通过硬件在环(hardware in the loop,HIL)仿真表明建立的驾驶员模型及控制模型能模拟驾驶员在不同熟练程度的真实操纵行为,且具有较好的适应性。     

基于模糊PID的自动驾驶仪设计

由于导弹在飞行过程中弹体参数变化剧烈,针对某型导弹,本文采用在传统控制PID控制器基础上以导弹偏航通道为例设计模糊PID控制器导弹自动驾驶仪,利用MATLAB进行仿真,对控制效果进行了详细的分析。仿真结果表明模糊PID控制器不依赖于系统模型,在响应速度、稳态精度及对干扰的抑制能力等方面均优于传统PID,所设计的自动驾驶仪具有良好的飞行品质和较高的精度,同时也具有更强的鲁樟性。     

一种基于支持向量回归的发动机振动监控方法

基于某型飞机FDR记录的飞行数据,采用支持向量回归(SVR)方法,建立了航空发动机振动的初始状态辨识模型。通过监控模型输出值与实际值之间偏差的大小,确定发动机是否发生异常振动。根据实际的振动故障样本给出了故障监控的偏差参考门限。现有的振动故障样本验证了本方法的有效性。     

自由飞行下基于事件树的碰撞风险评估模型

为了保障自由飞行下的飞行安全,需要评估自由飞行下飞机的碰撞风险。考虑到飞机碰撞事故的发生是飞机发生冲突事件、机载防撞系统告警失败事件和飞行员干预失败事件相互作用的结果,建立飞机发生碰撞的事件树模型。由于不同事件对碰撞影响的机理不同,采用不同方法进行分析和建模。首先,运用随机微分方程法分析通信导航监视性能对冲突概率的影响;其次,运用集对分析法分析机载防撞系统可靠性对碰撞风险的影响;最后,运用贝叶斯网络分析飞行员可靠性对碰撞风险的影响。给出算例验证了模型的可行性。     

舰载机出动回收网络鲁棒性分析

为研究航母舰载机出动回收网络的鲁棒性,建立了舰载机出动回收网络模型.在分析随机故障和敌方攻击2种破坏形式下网络鲁棒性的基础上,针对航母实际特点,提出甲板板块理论,并对航母飞行甲板的功能和效率鲁棒性进行了综合研究.分析了舰岛和升降机数量对舰载机出动回收网络鲁棒性的影响.结果表明：舰载机出动回收网络对随机故障具有较好的鲁棒性,对敌方攻击的鲁棒性较差;舰岛对出动回收网络的功能鲁棒性作用很大,升降机和斜角甲板前段对效率鲁棒性有重要作用;双舰岛对功能鲁棒性改善明显,升降机数量超过3台对效率鲁棒性的改善有限.     

全数字飞行仿真平台的设计与实现

为便于对飞行器建模和控制等理论技术进行演示和验证,采用软件工程的概念设计并实现了一种通用的研究型可视化飞行仿真平台.首先,基于面向对象的思想设计了仿真平台的总体结构和各个主要功能模块,建立了飞行器运动/动力和飞行控制模块的数学模型,并为其设计了模式化的接口,使平台可适用于多飞行器多控制策略下的飞行仿真.为获得较高的仿真...     

基于协作机器人的飞机总装驾驶方向盘操纵曲线测试

针对飞机总装测试过程中,人工从外部获得飞机驾驶操纵位移/力曲线难的问题,提出了一种采用协作机器人代替人工进行操作,并利用机器人自身关节上传感器测得其操纵曲线的方法.首先建立试验系统,描述了模拟方向盘装置的加载原理,并推导出其理论操纵曲线.然后通过建立机器人的D-H(Denavit-Hartenberg)模型解算出机器人各轴角度、力矩与末端位置、受力的关系,进而转化为方向盘的转角和所受力矩关系.接着建立机器人的阻抗控制模型解决了转动方向盘因为轨迹误差造成的憋死问题,并通过实验表明机器人能够顺从方向盘的既定轨迹完成了方向盘的回转运动.通过机器人转动方向盘实验做出的操纵曲线与内部传感器的曲线对比,误差在2％以内,说明了协作机器人代替人进行测试的可行性.     

典型飞行状态桨榖交变载荷和机体振动水平预估

为了评估直升机机体振动水平,开展了桨毂交变载荷预估工作,以某型直升机为算例,采用综合气弹分析方法对其典型飞行状态下进行桨毂振动载荷计算;通过模块化方法建立某型直升机有限元模型,以计算一阶通过频率下的桨毂振动载荷为输入,预估了机体驾驶员座椅处的振动响应,并与相同飞行状态实测振动水平做了对比分析.结果表明:机体响应预测结果与飞行实测结果一致性较好,计算结果符合该型机机体振动随飞行速度变化的规律.     

基于MATLAB的五轴坡口切割机器人运动学分析与仿真

设计了一种新型的基于机器视觉的五轴坡口切割机器人,用于满足加工平面钢材的坡口切割作业.首先,建立了五轴坡口切割机器人的SOLIWWORKS模型,验证机器人机械本体的设计是否可以满足工作要求;其次,根据SOLIDWORKS模型建立机器人的DH参数表和DH坐标简图;然后,通过机器人的齐次变换对机器人进行正运动学和逆运动学分析,从数值角度对机器人的结构合理性进行分析;最后,利用MATLAB软件对机器人进行运动学建模与仿真.用MATLAB对机器人进行运动学仿真,主要分为对机器人进行静态模型仿真,机器人的末端操作器运动空间仿真和不同路径轨迹规划下的机器人末端操作器运动仿真.通过仿真模型证明了机器人机械结构设计的可行性,为机器人控制系统和控制算法的设计提供理论支持.     

基于决策场和动力学的航空器搜寻区域划设

在失事航空器信息条件缺省的情况下,定位航空器搜寻区域对开展后续救援工作极为重要,为提高定位准确率,通过决策场的相关理论,对迫降过程中飞行员的应急行为决策进行分析,从而提出了一种耦合飞行员应急行为决策和飞行动力学的航空器搜寻范围划设方法。在此基础上,根据高高原地区的气象地形条件建立飞行环境,以B737-700机型为例,在考虑飞行员决策结果差异的情况下,对部分信息条件缺省的航空器迫降飞行过程进行模拟,并据此确定搜寻区域的范围和优先级。仿真结果表明在不稳定因素干扰或信息缺省的情况下,耦合飞行员应急行为决策和动力学模型的搜寻范围划设方法是可靠的。