基于模型的飞行控制系统一体化设计技术研究

飞行控制系统设计是一项复杂的系统工程,涉及众多的专业。为了提高系统开发效率,采用MATLAB软件构建了统一的设计平台,使得各专业能够借助平台开展相关设计工作。飞行控制系统一体化设计思路来源于基于模型的设计思想。采用基于模型的设计流程,能够快速完成设计迭代,缩短产品研制周期。作者从飞行控制系统设计的角度,对采用MATLAB软件构建的一体化设计平台及涉及的相关专业技术进行了研究,供广大工程设计人员借鉴。     

飞行模拟器六自由度运动系统的关键技术及研究现状

作为飞行模拟器载体的并联六自由度运动系统是飞行模拟器非常重要的组成部分。其本质是由数字计算机实时控制并能提供俯仰、滚转、偏航、升降、纵向和侧向平移的六自由度瞬时过载仿真设备。本文从研制者的角度出发，评述了研制高性能飞行模拟器六自由度运动系统所需的关键技术及其国内外的研究进展。结合样机设计与制造的实践经验，提出亟需解决的若干理论与技术问题，以及解决这些问题的可行途径。     

超微粒子－有机聚合物薄膜的研究

我们用离子团束－飞行时间质谱（ＩＣＢ－ＴｏＦＭＳ）系统制备了金（Ａｕ）超微粒子－聚乙烯（ＰＥ）薄膜和Ｃ＿（６０）－聚乙烯薄膜。用透射电子显微镜（ＴＥＭ）分析了所制备的样品。它们的结构是Ａｕ超徽粒子镶嵌在多晶的ＰＥ薄膜中，其中Ａｕ原子团呈球形，直径分布在２．０－５．０ｎｍ窄范围内，当沉积基底温度为９０℃时，Ａｕ原子团相互靠近，几乎连接起来，但仍保持原来大小。基底温度为１４０℃蒸积的Ｃ＿（６０）－ｐＥ薄膜具有晶态结构，其晶格常数为１．４５４ｎｍ。     

一类大机动导弹的非线性控制问题

本文研究了大机动飞行情况下飞行器姿态控制系统的设计问题。首先，基于非线性系统输出解耦控制的设计思想，重点解决了一类既有姿态角控制要求，又有弹道设计要求的控制系统设计问题，设计得到一种复合控制规律。最后，通过数值仿真验证了该方法的有效性。     

正交激励超声切削装置的椭圆轨迹偏转与校正

为研究超声椭圆振动切削（ultrasonic elliptical vibration cutting,UEVC）刀尖轨迹形成及控制,解决刀尖轨迹非正椭圆问题,建立二维正交柔性导波UEVC装置刀尖轨迹的运动学模型;分析90°相位差下非正椭圆轨迹产生原因,建立刀尖轨迹校正模型,并推导出基于正椭圆轨迹下的刀尖轨迹偏转模型。通过实验对刀尖轨迹校正模型进行验证,校正后轨迹偏离坐标轴1.67°,小于校正前偏离角度。实验结果表明,该模型能够有效地校正刀尖轨迹,可在轨迹控制方面为后续研究刀尖轨迹偏转及变刀尖轨迹超声振动加工提供理论基础。     

固定时间扩张状态观测器下的四旋翼飞行器滑模控制策略

针对滑模控制中系统状态接近滑模面后存在的抖颤现象,提出一种基于固定时间扩张状态观测器(FTESO)的二阶滑模控制策略.首先,设计全驱动子系统及欠驱动子系统的控制结构中的二阶滑模控制器;然后,通过FTESO对内部的参数不确定及外部扰动进行观测,在一定时间上限内收敛到观测值,利用观测值对控制器进行补偿,从而减少甚至消除抖颤现象;最后,通过李亚普诺夫函数保证设计的四旋翼飞行器系统的闭环稳定性,并进行仿真实验.结果表明：文中提出的控制策略具有优越性.     

飞机主动式余度作动舵面铰链力矩飞行测量方法

现代飞机舵面大多采用主动式余度作动系统。这种系统固有的力纷争现象,导致传统的基于原位载荷校准试验的飞机结构载荷测量方法,不再适用于现代飞机操纵舵面铰链力矩飞行测量。提出了一种基于离位载荷校准试验和原位载荷验证试验的飞机舵面铰链力矩测量方法,建立了相应的载荷测量模型,分析确定了铰链力矩测量精准度的影响因素,给出了可能引起的系统误差的验证和修正方法,形成了主动式余度作动舵面铰链力矩飞行测量流程。通过多型飞机舵面铰链力矩测量试飞,验证了该方法的可行性和有效性;提高了飞机舵面铰链力矩测量的精准度,为飞机舵面设计载荷验证与优化提供了可靠的实测载荷;得到了飞机舵面各作动机构的载荷分配,实现了飞机舵面作动系统力纷争的飞行监测,确保了飞行安全。     

基于威胁规避的战斗机网络瞄准攻击引导轨迹优化

针对网络瞄准攻击对战斗机精确引导的需求,研究威胁规避下的战斗机攻击引导轨迹优化问题。以战斗机过载为控制量建立引导状态模型;以目标威胁建立引导路径约束模型;以导弹发射瞄准条件为终端约束;以引导的快速性和控制经济性为性能指标,将轨迹优化建模为具有非线性边界约束、状态约束和路径约束的最优控制问题,并采用高斯伪谱法将其转化为非线性规划问题进行求解,为了保证算法的实时性,采用滚动时域策略进行在线滚动优化。仿真结果表明:所提出的方法能在有效规避目标威胁下达成导弹攻击的瞄准条件,基于RHC策略的优化单次计算时间小于1s,算法实时性能满足战斗机的引导需求。     

再入飞行器总体参数优化设计

研究再入飞行器总体参数的优化设计方法。方法在内部装填物参数给定的情况下,应用步长加速法与外点罚函数相结合的优化设计方法,以再入飞行器的最小质量为目标函数,求得最优设计方案。     

掺气分流墩水舌射距的计算方法

依据自由抛射理论,探讨了掺气分流墩水舌射距的计算方法。该计算方法亦可应用于其它挑流式消能工射距的计算。计算结果证明,该计算方法精度高,误差小。