飞行器的系统工程和设计(续)

5.1 重量模型和飞行器部件的重量方程 重量模型是飞行器最优设计的基础。重量模型是表征飞行器发射重量,有效载荷重量,结构特性,设计参数和推进剂装填系数之间关系的代数方程组。这些代数方程称做重量方程。飞行器重量方程分为两类——展开型和导出型。展开型方程以飞行器各部件     

地空导弹系统工程(上)

《地空导弹工程设计手册》系美国陆军军械部出版的一套地空导弹设计丛书。全书共分七卷,从系统综合、武器控制、计算机、引信战斗部到电子干扰、弹体结构与动力装置等方面都进行了系统的论述。本文是《手册》的第一卷第三章——《地空导弹系统工程》。 《地空导弹系统工程》根据地空导弹系统的特点,全面地论述了地空导弹系统工程的有关问题,它不但涉及到导弹系统计划管理方面的问题,而且还详细地论述了应用系统工程原理来解决地空导弹系统总体设计方面的有关问题。因此,它不仅对于计划管理人员,而且对于导弹系统设计人员也具有一定的参考作用。 由于篇幅限制,本文拟分三期刊登,本期侧重于系统工程概念与应用系统工程原理解决导弹系统研制过程中的计划管理问题,后二期侧重于解决系统总体方面的有关设计问题并举实例说明。     

飞行器运动模型的计算机辨识技术

飞行器运动模型辨识是以飞行试验、飞行力学和系统辨识为基础的一门新兴技术。计算机仿真应用贯穿着运动模型辨识的全过程。文中作者简述了飞行器运动模型在航空、航天科技和工业中的重要地位，以及计算机仿真对这门新技术的巨大支撑作用。着重讨论了飞行器运动模型结构－ 参数的计算机辨识技术     

新书架

著者,和,苏联1983年出版,全书共272页。 本书主要论述:飞行器复杂控制系统特性的估算;缩比实物试验和数学模拟结果的综合应用;数学模型对实际被模拟系统的逼近;系统设备可靠性特性模型的估算和计算;模拟的精确性估算;实物试验的组织、条件选择和规模;以及模型的建立和飞行器控制系统试验的实施。全书共分十章。书末附有100多条参考文献。 本书可供从事飞行器复杂控制系统研制和试验的工程技术人员参考使用。     

飞行器的系统工程和设计(续完)

7.1 设计参数 确定设计参数的标准模型 前已指出,优选飞行器参数时,得到所谓“设计参数”。这些参数值与起飞质量m_0和有效载荷质量m_(п·н)一起单值决定飞行器的基本重量、推力和几何特性。对于液体火箭发动机和固体火箭发动机飞行器设计参数一     

中国航天系统工程方法与实践

在中国航天运载火箭、人造卫星、宇宙飞船和导弹的设计与开发实践中成功地发展形成了一套有效的系统工程方法。对航天系统工程方法进行简要描述，包括总体设计部、两条指挥线、研制程序、工作分解结构、技术状态控制和设计评审等。中国航天业在一定时期曾经历过严重的失败，面对新形势的挑战，中国航天必须完善和改进系统工程管理方法，同时应当从复杂系统学的角度，采用综合集成方法，对航天科技工业体系进行复杂系统分析。     

基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究

建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UML(Unified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。     

基于组件技术的飞行器动力学虚拟样机模型库的研究

模型库技术是虚拟样机技术的关键技术之一，模型的重用性、模型库管理系统及其建模环境又是当前模型库技术中的研究热点。本文针对飞行器动力学虚拟样机系统的特点，在对系统进行面向对象分析的基础上，论述了模型库系统中应用组件技术的必要性，引入COM组件技术对模型设计构建，增强模型重用性、通用性；设计的层次化模型库体系结构及相应的模型组织、管理方法及其在模型组件基础上的一种图形化建模方法，支持动力学虚拟样机技术的研究。     

高速再入飞行器的鲁棒自动驾驶仪设计

针对高速再入飞行器的自动驾驶仪设计问题,基于鲁棒参数化方法,采用特征结构配置和模型参考跟踪理论设计BTT飞行器姿态控制系统的鲁棒控制器,完成对于制导信号的快速跟踪。本设计的鲁棒镇定器是一个不随滚动角速度变化也无需切换的定常反馈镇定律,结构简单,便于工程实现。通过分析高速再入飞行器的特点,给出了简单可行的控制方案。将所设计的控制器应用于飞行器非线性模型进行了六自由度仿真试验。仿真时考虑了系统执行机构的时滞和饱和特性。仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。     

贺词

值此《系统工程与电子技术》庆祝出刊百期之际,我们——《世界导弹与航天》编辑部——谨致以同行的祝贺。 系统工程是改造自然系统和创造新系统的科学,电子技术在新技术革命中起着带头作用,《系统工程与电子技术》作为这两个领域的科技园地和信息媒介,有着极其广阔的发展前景。     

防空导弹武器系统设计的系统工程方法

本文研究了防空导弹武器系统设计的系统工程方法。文中应用系统工程的原理和方法, 围绕武器系统设计的总目标──系统效能, 全面地分析了防空导弹武器系统的设计思想和方法。     

参数分段计算的YHSIM编程方法

在飞机、火箭、导弹和卫星等飞行器的模型解算中,常常需要解决参数分段计算的问题,这包括1）参数在不同的阶段采用不同的微分方程进行解算,2）参数在一阶段采用代数方程进行解算而在另一阶段采用微分方程进行解算等等。针对参数分段计算的两种情况论述了在YHSIM环境下参数分段计算的编程方法,并用实例进行了说明。     

基于模型的载人航天工程需求分析方法

基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)能够提升复杂工程的总体设计能力和设计效率，在工程领域得到了广泛应用，但在载人航天工程领域尚处于起步阶段。在载人航天任务方案论证与方案设计阶段，为了规范基于模型的需求分析与系统设计工作，提出了任务需求分析的初步工作方法和流程。基于MBSE方法论和载人航天工程特点，提出了开展任务需求分析、能力需求分析、系统架构设计、系统需求分析、仿真验证、需求发布6个步骤，并以美国阿尔特弥斯计划为案例，详述了需求分析的流程。为后续开发覆盖载人航天全任务周期的数字化设计和技术管理流程奠定了基础。     

支持导弹总体设计的虚拟协同设计空间

导弹武器系统总体设计过程的复杂性为模型和设计参数的共享、优化带来了新的挑战。本文在虚拟样机、计算机支持的协同工作等技术的基础上，提出了虚拟协同设计空间的概念，给出了支持导弹一体化设计与优化的VCSIMDO体系结构，实现了一个原型系统。     

面向对象的飞行器仿真综述

面向对象仿真是当前仿真研究领域最为引人关注的研究方向之一,本文综述了面向对象的飞行器仿真研究。首先阐述了面向对象仿真的概念,分析了飞行器仿真研究的内容及其面临的问题。尔后从设计开发通用仿真类库、发动机仿真、科学工程计算、控制系统仿真、飞行仿真以及飞行器系统仿真等六个方面综述了面向对象技术在飞行器仿真中的应用。最后对面向对象的飞行器仿真的发展前景做了初步展望。     

用现代时域法设计BTT导弹自动驾驶仪

本文先建立了高性能BTT导弹控制系统和两个横向加速度指令数学模型。由于高性能BTT导弹滚转速率较大,俯仰、偏航通道间存在强动力学耦合,但滚动通道可以近似解耦。然后,用本文给出的模型跟随理论设计俯仰一偏航通道自动驾驶仪,用线性二次型理论设计滚动通道自动驾驶仪。为了满足远程全空域BTT导弹作战要求,自动驾驶仪中的增益是滚转速率和动压头的函数。最后,利用某典型地空导弹动力学模型进行了六自由度数字仿真,计算结果表明设计出的自动驾驶仪对导弹结构参数、气动参数、高度等变化具有良好的鲁棒性,导弹侧滑角、脱靶量很小。     

单滑块变质心再入飞行器分岔特性

基于非线性动力学模型,给出了单滑块变质心再入飞行器的平衡点及其稳定性随滑块偏移距离的变化规律,得到了系统分岔图,并在此基础上求解了典型条件下各吸引子的吸引域。结果表明滑块偏移距离对再入飞行器的平衡点数量及稳定性具有明显的影响,同时初始飞行条件对飞行器的最终收敛状态也具有重要的影响,不合适的初始条件有可能导致飞行器被锁定在不期望的平衡点或极限环中,从而引起失速或失控等问题。此外,通过分析不同系统参数下的分岔图变化规律,总结了再入飞行器结构及气动参数对系统分岔特性的影响,进而为系统参数的设计提供了参考。     

系统工程的产生和发展

本文简要地说明了系统工程的产生、发展和应用情况。尽管文中有些内容本刊已作过报道,但由于这篇文章比较系统,我们还是将它推荐给读者。 文中涉及的R.E.Machol主编的《系统工程手册》,本刊1980年第4期曾选载过其第一章《系统工程方法学》。另外,关于系统工程定义,本刊在1980年第1期也作过一些选录。读者可自行参阅。     

基于Backstepping的高超声速飞行器鲁棒自适应控制

针对非线性、多变量、不稳定且包含不确定参数的高超声速飞行器模型,设计了高超声速飞行器的鲁棒自适应Backstepping控制器。采用指令滤波的设计方法,得到内回路的跟踪指令及其一阶微分信号,避免了虚拟控制信号需要进行复杂求导计算的困难。飞行器不确定参数采用自适应律在线调整,通过设计辅助滤波系统,并通过修改自适应律中跟踪误差的定义,消除由于期望控制信号不能完全执行所引起的跟踪误差的影响,保证了参数估计在控制信号约束情况下的顺利进行。仿真结果表明,所提出的设计方法不仅应用简单,且能保证高超声速飞行器在不确定参数存在情况下的闭环稳定及良好的跟踪控制性能。     

中国航天第二研究院

航天科研系统是我国最大的科研系统之一。中国航天科工集团第二研究院(即原中国航天工业总公司第二研究院)是航天科研系统中的一个重要的、多学科及专业的综合牲科研单位,有两弹一星功勋奖章获得者黄纬禄、有6名中国工程院院士、两千多名高级科研人员和四千多名中级科研人员。其中既有我国电子界、宇航界的老前辈,又有实践经验十分丰富的中、青年科技专家。二院不仅承担多种类型飞行器系统的总体、控制、制导、探测、跟踪、动力及地面系统的设计与生产,还承担空间高科技产品的研制。研究院采用现代科学的系统工程管理方法,把众多的研究所与…