基于卡尔曼滤波的高超声速飞行器控制器设计

针对纵向模态和横航向模态都不稳定的一种通用的高超声速飞行器,建立了三维紊流及紊流梯度下的高超声速飞行器全状态线性化的动力学模型。在考虑三维紊流和紊流梯度干扰和系统测量噪声条件下,提出了一种基于离散卡尔曼滤波的全状态H∞反馈增稳控制器。该方法通过卡尔曼滤波器将状态估计值作为反馈量传递给H∞控制器,能保证存在三维大气紊流干扰,系统测量噪声和飞行条件变化所引起的系统参数矩阵摄动时的鲁棒性。仿真结果表明,不管是针对标称模型还是参数摄动后的模型,基于卡尔曼滤波器的H∞反馈增稳控制器能有效抑制外界干扰和系统自身参数摄动,说明该方法具有较强的鲁棒性。     

分布交互式战斗机空战仿真系统的开发

简要介绍了一种实时分布交互式战斗机空战仿真系统的开发。整个系统按照分层模块思想设计,对空战中战斗机关键子系统和关键行为进行了精确的数学建模,减少了建模的复杂度、保持了平台的开放性和可维护性,据此实现了局域网环境下的分布交互式空战仿真研究。初步的仿真结果表明系统具有实时、精确、高逼真度、高效费比的特点,可作为飞机设计和空战研究的重要辅助手段。     

空中“低慢小”目标检测跟踪算法的应用研究

由于目前空中“低慢小”目标存在无法快速、准确地检测和跟踪的问题，本文基于全景相机与变焦吊舱的多源信息融合方法，提出了一种检测跟踪方案。首先，基于YOLOv4-Tiny模型，本文在其颈部网络中引入坐标注意力机制，提出了YOLOv4-TCA算法，新算法所得的mAP较改进前提升2.3%。另外，本文利用间隔取帧手段，借助目标检测结果实时校正被跟踪目标尺度，改进得到AS-KCF目标跟踪算法。通过将上述算法应用到搭载全景相机和变焦吊舱的检测跟踪平台，实现了对空中“低慢小”目标的检测跟踪。实验结果表明，本方案目标重捕成功率较基线方案提升11.66%,目标重捕平均时间缩短2.6 s,具有一定的理论研究和工程应用价值。     

基于飞机总体设计参数的民用飞机环保性能评估

基于飞机总体设计阶段的参数对全任务航程内燃油消耗及废气排放进行计算,并估算飞机环保性能,以期为总体设计阶段飞机构型筛选提供一定的环保性能准则.飞机全任务航程被分为起飞着陆及巡航两个阶段;利用神经网络对飞机起飞着陆阶段的燃油消耗及废气排放进行估计,并基于此计算飞机全任务航程内的燃油消耗及废气排放,并且提出废气排放因子,对飞机的环保性能进行初步评估.     

大型商用民航飞机振动故障控制律研究与设计

现代大型商用民航飞机存在由于内部电子设备故障以及结构自振引发的振动故障,而现有的解决方法需要运用大量传感器以及控制器,这导致控制结构变得非常复杂和衍生故障的发生。为了解决这一问题,基于包含商用民航飞机伺服系统在内的飞机控制回路数学模型,运用其解析冗余进行故障分析;同时基于伺服回路解析冗余残差以及动力学模型状态量残差设计了前馈通道/反馈通道组合控制规律,改进简化了传统电传操纵系统中的多陷波结构。仿真结果表明:基于大型商用明航飞机的解析冗余的故障检测方法而设计的控制律可以有效解决各个频率下的飞机振动故障问题,同时不会对飞行员正常操纵带来不利影响。可为大型商用民机的控制律设计者提供参考。     

基于遗传算法的空中加油航路规划

通过对空中加油航路规划进行建模,利用遗传算法进行优化计算,解决了关于包括总耗油量和受油机飞行航程在内的航路规划问题.针对模型中的非线性约束条件,引入自适应可变惩罚以及对部分变量采用过滤法,另外在选择、交叉、变异环节采用适应度选择法、启发式交叉法、非一致变异法,充分利用遗传算法的全局优化特性,解决了局部过早收敛等问题.实际算例中,分别针对基于航线和基于区域2种加油模式进行计算,比较2种模式的优缺点,得出了空中加油的最优策略,并验证了针对此类问题遗传优化算法的有效性.     

攻击机战斗飞行过程半物理仿真系统总体方案

根据多任务对地攻击机（MTA）的基本作战过程,研究讨论了MTA战斗飞行全过程半物理 仿真系统的总体方案,重点阐述了系统的总体功能结构、主要模块的总体功能及系统研制所需要解决的技术关键问题,为仿真系统的进一步研究与开发及其它类似仿真系统的总体设计提供参考。     

民用客机飞机机体设计费用预测模型研究及敏感性分析

由于普通飞机机体设计费用计算模型不涉及费用与飞机各主要性能、物理参数的关系,且无法便于进行相关敏感性分析,为了解决以上问题,提出了多种建立飞机机体设计费用预测模型的方法.针对民用客机飞机机体设计费用与客机各个性能物理参数,运用神经网络、线性回归、对数线性回归等不同的建模方法建立相关的费用预测模型,并对各模型通过实际值与预测值进行精度比较,得出最合适的预测模型.最后针对模型中各个输入参数进行敏感性分析.结果表明,通过这些方法能够建立起精度较高的飞机机体设计费用预测模型,为飞机设计研究人员提供相关的参考.