基于观测器的飞机除冰液温度鲁棒控制方法研究

对飞机除冰液温升模型的时变和延时特性进行了分析研究.采用Pade逼近对飞机除冰液加热系统的纯时延特性进行近似,将系统的时延问题转化为非时延问题进行处理.为克服由于飞机除冰作业过程中流量变化所造成的系统模型参数变化,采用基于滑模变结构的鲁棒控制方法对系统模型参数摄动进行补偿.为解决系统状态不可测问题,消除Pade逼近误差对出口温度的影响,采用状态观测器对系统的状态进行估计,并对Pade逼近模型输出误差进行补偿.利用系统不同流量下的试验温升曲线模型对设计的控制策略进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

飞机地面除冰运行的非合作博弈研究

针对大型机场对优化除冰调度运行以减少航班延误的需求,以及各航空公司对有限除冰资源的无序竞争,结合非合作博弈理论,建立飞机除冰地面运行的非合作博弈模型,设计了除冰资源分配的浮动优先级算法,在MATLAB环境下,利用首都机场动态航班数据对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,将设计的浮动优先级算法应用于飞机地面除冰运行中,机场离港航班的延误情况得到了明显缓解,且对现有的"先到先服务"除冰调度策略进行了优化,并保证了资源分配的公平性,为机场地面除冰运行提供了一种新的思路。     

飞机电脉冲除冰系统的建模与仿真

介绍了飞机电脉冲除冰系统中利用电磁力除去飞机机翼前端和发动机进气口处的冰层的原理和过程,利用ANSYS有限元仿真软件对飞机电脉冲除冰系统装置进行了建模,对飞机表面上的铝盘的电磁力进行了仿真,并且观测气隙间距对系统的影响以及铝盘内涡流的分布情况,从而指导系统参数的选择,为实际应用提供了有效的分析和设计手段。     

多目标飞机航线调配模型的模糊优化算法

为了提高航空公司飞机的日使用率，研究了相同机型的各架飞机调配问题.在满足航班衔接、航班覆盖、机队规模的约束下，建立了多目标整数规划模型，针对模型设计了模糊隶属度函数，定义了多目标伸缩指标，利用L-R型模糊数的性质和max的定义，应用模糊数学理论求解模型.最后通过数值实验表明该飞机调配问题的模型可行，算法能在保证飞机起降次数均衡的条件下，使飞机日平均飞行小时比统计数据提高2%，飞机地面等待时间下降14.3%，求解效率提高一倍以上.     

飞机滑行路径仿真与优化研究

可变滑行时间是评估机场场面交通流特性的重要指标,影响机场运行效率、旅客满意度以及污染排放问题。针对国内某大型枢纽机场,根据元胞自动机原理和交通流拥塞规律,将机场滑行区域视作由节点和链路构成的网络拓扑,以滑行规则和飞机之间的冲突作为约束条件。构建飞机离场交通流的模型,使用蒙特卡洛算法得出最优滑行路径,结合航班数据进行仿真分析。研究结果表明,该模型减少了离港飞机的滑行等待时间,滑行效率提高了9.8%,充分调度和合理分配了机场地面资源。     

飞机编队飞行保障系统的建模与仿真

采用先进建模仿真技术实现了非战时飞机编队飞行保障仿真系统。系统不仅能够建立飞机编队飞行保障过程模型,描述飞机编队飞行保障过程中的基本活动如飞行、故障发生、计划性维修及非计划维修;还能够按照各种事件的发生规律进行仿真,反映飞机编队在一段时间内累积飞行时间、定时维修及故障维修的情况。介绍了实际飞行保障过程,给出仿真模型描述,最后阐述了使用框图建模方法实现仿真系统的过程。     

基于Agent理论的多无人地面平台协同控制仿真研究

为提升多无人地面平台协同控制能力,适应新形势下智能战争趋势,基于JADE和World Wind Java构建了多智能体地面平台协同控制仿真系统。运用多Agent理论建立无人地面平台仿真模型,基于JADE构建协同控制仿真平台,运用粒子群算法优化任务分配机制。仿真实验表明,构建的协同控制仿真平台具有良好的鲁棒性和灵活性,优化后的任务分配机制使得多无人地面平台群体执行任务效率明显提高,且可应用于其他海上、空中无人平台的仿真研究。     

激光制导炸弹无偏置上仰投放战术机动规划

无偏置上仰投弹是一种典型的激光制导炸弹投放战术,作战飞机战术机动规划的目的是在遵循战术要求的前提下寻找出最优飞行航路以及装备操作关键点、时机和参数。根据无偏置上仰投弹战术描述,建立了基于机动组合的战术模型。综合考虑战机机动性能和激光制导弹使用限制等约束条件,以地面目标毁伤程度最大化和战机受威胁程度最小化为目标,建立了战术机动多目标优化模型。采用基于分解的多目标优化算法求解模型。仿真实验验证了模型和算法的可行性、有效性。     

高超音速飞机模型的仿真研究

为了掌握高超音速飞机复杂的动态特性,提出了一种研究高超音速飞机模型的新方法.该方法采用MATLAB插值函数和S函数分别估算和建立高超音速飞机的气动参数及其六自由度的微分方程组,并在不同高度和速度下计算飞行的平衡点,然后通过比较平衡条件与约束条件,近似得到了整个飞行过程的飞行包线.仿真研究表明,该方法适合用在高超音速飞机模型上,仿真结果与期望要求相符合.     

舰载弹射起飞多体动力学仿真张量模型

舰载机弹射起飞过程复杂,目前完整考虑舰船、舰载飞机和大气运动及其相互作用的仿真模型尚未见到.将舰船、飞机、起落架等视作具有独立质量的多运动实体,基于张量理论建立了弹射起飞过程的全量多体动力学仿真模型.通过张量模型在不同坐标系的投影方程,分析、描述了多运动体之间的耦联关系.并考虑舰船运动、诱导风场等对舰载机的作用,通过某舰载机弹射起飞的仿真结果曲线,描述了舰载飞机弹射起飞过程的特殊动力学行为.     

电脉冲除冰系统除冰激励的仿真研究

建立了电脉冲除冰实验系统的二维电磁涡流场分析模型,提出了数值计算后处理求解试验蒙皮表面除冰激励分布的方法,并利用有限元动力分析方法建立了试验蒙皮的三维动力分析模型,通过在模型上加载后处理所得的表面瞬态压力,仿真获得了试验蒙皮的响应加速度,最后引入加速度实验用以验证模拟值。结果表明,基于二维电磁涡流场数值计算后处理求解除冰激励与有限元动力分析试验蒙皮的方法,所得的加速度与实验测量值吻合较好,因此说明了所述方法的正确性,可为电脉冲除冰系统的冰层破坏分析奠定基础。     

Smith预估控制在飞机除冰车大滞后时变加热系统中的应用研究

分析了时变、大滞后系统特性,通过对现有较为成熟可靠的智能自整定PID调节控制算法、Smith预估控制算法以及最小二乘参数辨识法进行深度组合,达到了在增加较小运算量的前提下克服大滞后及时变特性给系统带来不利影响、优化系统软硬件配置的目的。针对飞机除冰车快速加热系统的计算机温度控制仿真结果表明获得了令人满意的控制效果。     

带临时补充点的融雪剂撒布车辆路径问题

科学地规划融雪剂撒布车辆的路径对于提高除冰雪的效率、减少对环境的污染、降低道路的维护成本具有十分重要的意义. 本文根据融雪剂撒布作业的特点，综合考虑路网结构、容量限制和负载平衡等约束条件，建立了融雪剂撒布车辆路径模型和带临时补充点的融雪剂撒布车辆路径模型. 使用遗传算法对两个模型分别求解，具体算例的计算结果表明，带临时补充点的撒布车辆路径模型求解得到的车辆总行驶里程较小，而且撒布车辆的空驶总里程仅为前一个模型的19.3%，撒布作业的效率得到显著提高.     

连铸异型坯凝固过程的三维仿真分析

采用ABAQUS有限元软件,首次建立连铸异型坯凝固三维瞬态有限元传热模型,并利用Fortran语言编写用户子程序施加复杂传热边界条件,根据现有实测工艺参数对连铸异型坯的凝固过程进行三维仿真分析。重点分析异型坯横断面特征点温度的分布规律以及坯壳的增长规律,数值模拟结果与现场试验吻合。为连铸异型坯冷却制度的研究提供更加有效的手段,进而为连铸异型坯三维应力场的研究奠定基础。     

基于ABMS的飞机拦截作战效能评估方法

研究了采用基于agent的建模与仿真(agent based modeling and simulation, ABMS)进行飞机拦截作战效能评估的方法。针对拦截作战的特点,提出了一种基于信息过程、以任务状态机为核心的agent模型结构。在此结构下,提出了信息域映射agent的概念以及基于此概念进行传感器探测与跟踪建模的方法,并给出了雷达探测与跟踪的通用模型。针对两类典型拦截作战情形进行了仿真和参数影响分析,验证了方法的合理性和有效性。分析结果表明,在单机作战、多机平台中心战和多机网络化作战3种不同作战模式下,飞机性能对效能的影响方式存在一定差异。     

地板下结构参数对民机适坠性的影响及优化

为了确保乘员在可生存事故中存活,民机结构必须具备适坠特性.适坠性设计的关键部位为客舱地板以下结构,包括底框、行李舱底部结构和行李舱支柱三个元素.对民机典型机身结构进行了简化,利用LS-DYNA3D建立了1/4缩比动力学仿真模型,考察了行李舱支柱位置、角度及行李舱高度变化对机身坠撞特性的影响.以改善机身适坠性能为目标对地板以下结构参数进行了综合优化,优化过程采用基于均匀试验设计的Kriging近似模型,大大降低了动力学优化的计算代价.优化结果表明合理选择行李舱支柱位置、角度及行李舱高度参数可以有效改善民机机身结构的适坠性能.     

大雨对飞机降落影响效应仿真研究与定量分析

为全面、定量分析大雨对飞机降落阶段的严重影响,选取波音737-300作为典型代表,首先对于降落阶段大雨造成的飞机性能损失进行了量级评估。然后重点针对降雨所导致的粗糙表面因素,利用CFD仿真方法和改进的湍流壁面函数,对于不同降雨强度下的波音737-300中段翼型气动性能进行了仿真模拟,给出了升阻力系数、失速攻角等定量结果,并与实验结果进行了对比。结果表明：大雨所导致的粗糙机翼表面将引起严重的气动性能损失。在降落阶段,对于波音737-300中段翼型而言,短时500毫米/小时降雨条件下,最大升力系数减少约28%,阻力系数平均增加达98.1%,失速攻角减小约5度。

Abstract：

Heavy rain might influence aerodynamic performance of an aircraft seriously, especially when it is landing. It requires an intensive investigation and quantitative analysis. Choosing Boeing 737-300 as the representative of aircraft, magnitude calculation for the penalty associated with severe rainfall was firstly made. Then the roughness factor was studied in detail using evolutional turbulence boundary function and CFD simulation tools. The aerodynamic character of Boeing 737-300 midspan airfoil was simulated under different rainfall environment. The quantitative results of lift-drag coefficients and stall angle were proposed and compared with experiment data. The results indicate that, the roughness surface caused by rainfall is most likely to cause significant aerodynamic penalties. For Boeing 737-300 midspan airfoil, when it is landing under severe rainfall of 500mm/hour over 30s periods, it could lead to the loss of maximum lift coefficient by about 28%, the decrease of stall angle by 5 and the increase of drag coefficient by 98.1%.     

某型飞机拦阻系统纠偏仿真分析

文章建立了某型飞机拦阻系统基于SIMULINK下的飞机撞偏拦阻仿真模型（也适用于非撞偏状况），进行了飞机撞偏阻过程仿真，仿真结果表明，此型飞机拦阻系统对撞偏飞机具有很好的纠偏能力，另外，所建立的仿真模型不仅适用于此型飞机拦阻系统，而且在对模型子系统进行更换后，该撞拦阻仿真模型也适用于其它飞机拦阻系统。     

基于传热增广模型的轨迹优化与防热结构分析

在考虑飞行器结构温度约束的轨迹设计问题中,采用一般约束热流密度的轨迹优化模型存在反复迭代、不能考虑轨迹、传热之间耦合关系等缺点.针对这些问题,提出一种传热增广的轨迹优化模型.利用空间差分将传热方程转化为一阶微分方程组,与运动方程组成传热增广的系统状态方程,从而能在轨迹优化中对结构温度直接进行约束.算例仿真说明了基于增广...