基于分支分析与突变理论的耦合动力学

过失速机动是现代先进战斗机的重要特征。飞机在大迎角过失速机动飞行时,会产生强烈的运动耦合、惯性耦合等复杂的非线性特性,传统的建模和控制方法都难以准确预测和全面掌握飞机的耦合特性。该文以非线性系统的分支分析和突变理论及相应的数值计算方法为工具,重点对现代先进战斗机急滚机动飞行时的惯性耦合现象和大迎角俯仰运动时的耦合现象进行了特性分析研究,有效全面地揭示了飞机的非线性动力学全局特性以及耦合动力学特性,预测了耦合现象给飞机带来的不利影响,并通过时域仿真验证了该方法的有效性,从而为控制律设计、改善飞机的飞行品质打下基础。     

基于流场显示技术的冰污染平尾失速试飞技术

飞机结冰后的平尾失速(冰污染平尾失速)问题严重威胁着飞行安全。为深入研究飞机结冰后的平尾失速敏感性、建立优化的试飞状态矩阵,国内首次将流场显示技术应用于某型飞机带模拟冰型条件下的平尾失速敏感性验证试飞中。基于试飞中的流场特性和载荷响应,研究了试验飞机的平尾失速特性及失速裕度,对比分析了不同冰型、不同襟翼偏度、不同重心状态下飞机的平尾失速特性,建立了优化的试飞状态矩阵。结果表明：利用流场显示技术可以直观、有效地判断飞机结冰后的平尾失速敏感性以及临界试飞状态,对飞机气动设计的优化及试飞效率的提高具有重要意义。     

过失速机动飞行仿真系统建立与研究

为满足我国新一代歼击机的研制和技术验证需求,为其试飞关键技术研究和演示验证提供必要的技术支持,以更好更快地开展相关试飞方法的研究,开发了一套过失速机动飞行仿真系统。该仿真系统基于3种典型的过失速气动模型,采用动态逆控制方法,最终通过VP软件编程实现虚拟仿真环境,对各个部分的原理、方法和技术难点进行介绍和研究。该系统已用于试飞员的模拟飞行试验中,试验结果和试飞员评述表明：该系统完全达到了试飞员过失速机动初级飞行培训的要求。     

飞机稳态失速螺旋特点仿真

针对现有飞机失速螺旋动力学本质和失速特点研究不足的现状,分析了飞机失速和失速螺旋产生的原因,从失速螺旋的进入、定常、改出三个阶段分析了失速螺旋的运动学特点,用力的平衡法推导出失速螺旋运动中的速度、半径、损失高度和时间的计算式及六自由度运动学方程,并运用MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型对稳态平螺旋进行实时仿真计算,通过仿真可以直接观察失速螺旋过程中机体的实时姿态及运动轨迹,解决了飞机稳态尾旋过程状态获取困难的问题。仿真结果表明:构建的模型和使用的方法真实可靠,具有一定的实用性,相关方法也可以运用到其他机型稳态失速螺旋的研究过程中,研究结果可为相关飞行人员提供参考,为安全飞行,避免尾旋奠定理论基础。     

基于实现预期空战机动的飞机运动模型

在研究空战战术和作战效能时,往往先确定期望的机动动作,继而解算预期动作的飞机动力学参数.针对如何建立既具有准确动力学特性又能适应空战机动研究的空战机动模型的问题,建立了实现预期空战机动的简化飞机动力学模型,用机动过载大小和方向、发动机状态或速度作为机动动作的输入量,较好地将飞行员的机动意图转换成机动控制的输入.同时,考虑飞机的实际限制,确定了飞机六自由度参数,并以飞机刚体六自由度模型为参照进行了机动仿真,比较了仿真结果.结果表明文中模型仿真精度高,简单实用,适用于空战仿真研究.     

战术飞行机动动作仿真设计与实现

针对数据链飞机模拟器中飞行平台轨迹的终端实时显示问题,以飞机动力学运动方程为基础,构建了盘旋机动和斤斗机动过程的轨迹方程,并给出了机动动作设计的一般流程。通过建立基于时间戳的自适应交互多模(AIMM)时延补偿模型,使飞机动作显示与实际作战网络负载下的飞机状态保持同步。最后设定2种机动动作场景,对飞行机动轨迹予以演示，验证了所设计的可视化平台能有效模拟飞机进行盘旋和斤斗机动,实现了地面指挥所对模拟飞机飞行状态的实时监视,为空战仿真模拟训练奠定基础。     

浅析飞行中失速的影响和处置

失速可以发生在飞行的任何一个阶段,而且飞机失速对飞行安全会带来难以估计的影响。本文介绍了飞机失速的原因,飞行过程中对失速的预防以及飞机失速的判断与处置。     

T型尾翼民用客机深失速改出机理研究

从三方面分析了T型尾翼民用客机改出深失速的机理，分别为：（1）升降舵在深失速时的俯仰操纵效率；（2）方向舵在飞机建立了一定的坡度角后充当了升降舵的作用，对飞机产生了一定的侧向低头力矩；（3）飞机动力装置轴线相对于飞机构造水平面的安装角为3＆#176;，在深失速时，发动机推力提供了一定的低头力矩。通过分析得出，升降舵和方向舵在飞机改出深失速时发挥了积极作用，而发动机推力力矩对飞机改出深失速作用很小。     

失速对飞行安全的影响以及处置方法

飞机失速是考验每一位飞机员应急处置的能力。正所谓安全无小事，任何发生在飞行过程中的小问题都应该认真对待，因为一旦处理不当，都将会遣成意想不到的后果。其实，飞机在发生失速情况时并不可怕，可怕的是慌乱中判断失误，忘记改出。所以这就需要飞行员在飞行过程中保持冷静的态度，做到早避免．早发现，早改出的“三早”原则，准确判断哪些飞行状态会导致失速，并且能够在飞机失速状态下迅速，有效的采取连续修正措施，确保飞行安全。     

发动机特性反算研究

通过飞行试验得到的飞机机动性能,以及风洞试验得到的飞机气动性能,在常规飞机机动性能计算程序的基础上,提出了发动机高度速度特性反算计算模型,在这一模型中还包括一个将飞行试验测试数据转换模型,和发动机安装特性计算模型。对现役某些飞机进行模拟仿真,并与相应匹配的发动的高度速度对比表明,该计算模型合理。对以后通过飞行试验为发动机定型提供了新的理论依据,具有较好的工程应用价值。     

战斗机网络攻击指令引导控制方法

对战斗机网络攻击指令引导控制方法进行了研究。建立了导弹拦射攻击模型和导弹发射边界模型;以航向角和高度为引导指令建立网络指令引导解算模型;基于典型作战场景对上述模型进行仿真实验分析。仿真结果表明:不管针对非机动目标还是机动目标,采用网络攻击指令引导方法都能实现最大火力包线的战斗机网络攻击引导。     

基于线性二次型高斯（LQG）理论的最优制导规律

以线性二次型高斯（LQG）理论为基础，研究一种最小化末端脱靶量和拦截周期内控制能量消耗的具有可变有效导航比的LQG最优制导规律，分析了这种制导规律的有效导航比及其在战术导弹上的应用，应用伴随方法对这种制导规律进行制导性能仿真计算。结果表明：这种制导规律的控制精度高，机动过载要求小。     

先进上面级快速机动轨道优化设计

根据先进上面级的推力特点和任务需求,将快速机动轨道优化问题转化为有限推力下时间最优轨道机动问题。首先建立脉冲推力下的多约束时间最优优化模型,然后利用改进的微分进化法求解全局最优解。其次建立有限推力下的修正模型,对脉冲推力的优化结果进行修正,最终得到有限推力下时间最优轨道机动问题的解。通过快速轨道交会仿真验证了模型和算法的合理性,所得终端位置误差为1 km量级,在容许范围内,可通过末端轨道调整进一步修正。理论分析和仿真结果表明:结合脉冲变轨和有限推力修正的模型能更准确描述轨道机动的实际情况,采用的改进微分进化算法收敛速度快,稳定性好,对初值无明显要求。     

基于MFO-HTN的超视距空战战术机动组合规划

针对超视距空战机动决策问题，提出基于战术机动组合的超视距空战决策模型。首先，利用参数化语言将超视距空战机动描述为两种典型形式，作为超视距空战战术的基本战术动作。其次，引入层次任务规划网络(HTN)模型，利用空空导弹攻击区描述空战态势，构建带参数的空战HTN模型。最后，将机动时间、可发射距离、可发射时间作为目标函数，构建多目标优化模型，采用飞蛾扑火算法对HTN网络参数进行优化求解。仿真实验表明，飞蛾扑火算法能够快速解算当前态势下的最优参数，所得到的空战战术机动序列能够达到战术目的。该算法模型可以为飞行员提供辅助决策，也为研究智能超视距空战提供了新的思路。     

车辆道路行驶载荷谱测量及推断方法研究

采用车轮力传感器与加速度计进行道路行驶载荷谱的测量,对力信号与加速度信号分别进行功率谱密度分析,区分出由驾驶习惯和道路条件引起的载荷。对驾驶习惯与道路条件两种情况引起的载荷与加速度信号分别进行相关分析与统计推断,数据表明推断载荷与实测载荷吻合良好。根据此关系进行中国部分道路行驶载荷的推断,采用程对计数法得到了中国部分道路行驶载荷的累积幅值频次图。     

利用径向速度测量值的自适应常增益滤波器

本文推广K.C.Wilson的最优常增盆滤波器到利用径向速度测量值的情况。当目标发生机动时,讨论了机动检测器的设置、速度输入增量的估计和状态预测的修正。本滤波方法与卡尔曼滤波和常增益滤波此较的计算机模拟结果表明:本滤波器减小了机动跟踪时的滤波偏差、提高了机动段内滤波精度,又保持了卡尔曼滤波对非机动目标的良好跟踪性能。     

三维纯方位目标跟踪的可观测性需求分析

在三维环境下,分别研究了匀速直线运动目标、匀加速运动目标及一阶延迟目标加速模型的可观测需求.构造了伪测量方程,应用线性系统理论可观测的Grammian判据,避免了复杂的非线性微分方程求解,并且可以处理更为一般的目标机动情况,而不局限于N阶目标动态模型.通过可观测充分必要条件的分析表明,一些类型的观测器机动不满足可观测条件;对于一阶延迟目标加速模型,观测器加速度阶次不必高于目标加速度阶次,这与以前的研究结论是不同的,文中所采用的方法对一般的纯方位测量问题也是有效的.     

斜筋斗特性研究

推导了斜筋斗计算公式 ,并计算分析了其速度、高度特性 ,及轨迹平面倾斜角、过载对斜筋斗的影响 ,计算结果与理论分析一致。     

基于Skinner理论的无人机应急威胁规避方法

对于突发紧急威胁情况,常规的无人机规避方法在实时性和适用性方面存在不足.在研究生物体条件反射机制的基础上,将无人机应急规避行为理解为在外界威胁刺激下的一种应激性,提出了基于威胁紧迫度的Skinner理论.模拟飞行员在紧急防撞情况下的拉杆动作,将阶跃信号作为无人机应急动作指令,运用动作评价算法计算输出最佳策略.采用Skinner理论和统计学方法进行在线训练,形成威胁状态与规避动作的匹配,从而建立完整的条件反射过程.实验结果表明,基于Skinner理论的规避方法对突发威胁情况具备有效的规避能力.      

航天器大角度姿态快速机动控制器参数优化设计

针对许多空间任务对航天器大角度快速机动能力提出要求的问题,研究了控制器的参数优化设计。基于一类采用四元数描述的大角度姿态快速机动Lyapunov控制器模型,以设计参数为优化变量,时间最优为优化目标,执行机构输出力矩为约束条件,建立了大角度姿态快速机动控制器优化模型。使用混合遗传算法对控制器参数进行了优化设计。仿真结果表明,经优化处理的控制器参数可在满足输出力矩约束条件下有效缩短机动时间。该方法对控制器参数的选择不依赖于设计者的经验,实施起来简单有效。