任务管理式新型余度飞控系统的研究

通过对以往飞行控制系统的研究，提出了基于任务管理方式的新型余度飞控系统，即任务按减小通讯量、提高并行性、增加可靠性和均衡负载的原则分割并分配到相应的计算机节点上，协同完成任务。在发生故障时进行动态调度，保证任务的继续执行。而且给出了相应仿真平台的软硬件结构，提供了局域网实时分布仿真系统中一些相关技术的解决方案或策略。     

空空导弹飞控软件实时仿真系统研究

飞控软件仿真技术已经成为现代化数字空空导弹研制的关键,如何对飞控软件进行验证是空空导弹研制的重点。分析了空空导弹飞控软件实时仿真系统实现的关键技术,建立Windows XP RTX实时操作系统平台和DSP嵌入式飞控软件调试系统,利用双口RAM实现数据交互,并采用外部硬件中断源协调各功能模块。以此为基础,设计了一套飞控软件仿真系统,联调测试表明,该仿真系统很好地解决了飞控软件的动态实时仿真问题。     

组网冗余MEMS惯性传感器网络优化配置与融合处理方法

针对单个惯性传感器精度与可靠性问题,提出了一种组网冗余微机电系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)惯性传感网络优化配置与融合处理方法。首先,研究了多惯性传感器节点的空间配置形式,给出了网络观测模型。利用节点之间的最优化冗余配置策略,提升系统测量可靠性。在此基础上,进一步考虑MEMS陀螺仪和加速度计的安装误差对输出结果的影响,提出了相应的误差模型及校正算法。以随机游走为主要误差源,设计了新型的卡尔曼滤波方法,实现了冗余配置下的高精度导航信息解算。最后,采用自主构建的实验系统进行试验,证明所提出的融合方法能够有效降低陀螺仪和加速度计的随机游走误差。车载试验进一步证明了所提出的方法及系统的有效性。     

组网冗余MEMS惯性传感器网络优化配置与融合处理方法

针对单个惯性传感器精度与可靠性问题,提出了一种组网冗余微机电系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)惯性传感网络优化配置与融合处理方法。首先,研究了多惯性传感器节点的空间配置形式,给出了网络观测模型。利用节点之间的最优化冗余配置策略,提升系统测量可靠性。在此基础上,进一步考虑MEMS陀螺仪和加速度计的安装误差对输出结果的影响,提出了相应的误差模型及校正算法。以随机游走为主要误差源,设计了新型的卡尔曼滤波方法,实现了冗余配置下的高精度导航信息解算。最后,采用自主构建的实验系统进行试验,证明所提出的融合方法能够有效降低陀螺仪和加速度计的随机游走误差。车载试验进一步证明了所提出的方法及系统的有效性。     

n/k(G)表决冗余多阶段任务系统可靠性优化模型

提出采用多阶段任务系统（phased mission systems, PMS）冗余故障树模型和PMS冗余二元决策图（binary decision diagram, BDD）模型来描述冗余多阶段任务系统;通过递归法实现PMS冗余故障树模型到PMS冗余BDD模型的转换,从而得到整个PMS的最小割集;在分析n/k(G)表决冗余模块在PMS中可靠度计算模型的基础上得到整个PMS的可靠性计算模型。以费用最小为目标,构建多阶段任务系统可靠性冗余优化模型,并应用微粒群算法对模型进行求解。算例通过一个三个阶段n/k(G)表决系统来阐述该方法的应用,并验证了模型的合理性及算法的有效性。     

战术任务综合控制系统分布式实时仿真系统设计

研究了战术任务综合控制系统分布式计算机实时仿真系统的总体方案和实现方法，在分析了综合控制系统结构和战术任务过程各阶段特点的基础上，提出了基于计算机局域网的分布式计算机实时仿真系统方案，然后根据实际条件建立了简化的分布式计算机实时仿真系统，并对空一空导弹模态的战术任务过程进行了全面的仿真，结果表明了该系统的有效性，同时验证了所采用的综合控制系统设计方法的有效性。本仿真系统的开发为进一步研究系统综合控制技术和战术任务飞行管理技术提供一个良好基础平台，具有实际的重要意义。     

BH RTI中容错机制的设计与实现

采用分布式的对等物理结构和层次式的逻辑管理结构相结合的软件体系，将联盟执行中的RTI身份信息、联盟运行管理信息等关键内容进行冗余，定时检测各RTI的运行状况并及时进行系统重构。实验和应用结果表明，该机制可以实现故障的检测和定位、错误的屏蔽或恢复，能够很好的满足HLA应用系统的容错性需求。     

分布式防空C3I系统的体系结构研究

根据防空C3 I系统的特点 ,对分布式防空C3 I系统的体系结构进行了深入研究。通过建立分布式防空C3 I系统的逻辑结构 ,分析了所建体系结构的节点特点、节点访问权、节点隶属度关系、节点状态等。通过对其体系结构的分析 ,论述了建立一个完全分布的防空C3 I系统的通信网络结构以及其通信信息格式的构成因素和相互关系。该系统的体系结构体现了分布式防空系统的冗余性、重组性和抗毁性 ,对分布式防空C3 I系统的建设具有重要的理论意义     

基于惯性传感器网络的分布式导航方法

通常的惯性导航冗余配置及其信息融合技术,是基于相同的系统状态模型,不适合分布式惯性传感器网络的应用。针对该问题,给出了一种基于惯性传感器网络的分布式导航方法,将多个惯性测量单元配置在载体不同部位,不仅能提供冗余的导航信息,还能提供局部运动测量。在惯性网络结构分析基础上,建立了惯性网络动态测量模型,采用最大似然估计和信息滤波法,设计了分布式惯性测量融合与导航状态融合的分阶段信息融合算法,通过仿真进行了验证。结果表明,所提方法充分利用了其他节点的惯性传感器信息和同类导航状态信息,可以提高整个惯性传感器网络的估计性能和故障容错能力,在提高低性能节点导航精度的同时实现对高性能节点的自动对准。     

基于冗余的时间序列非线性特性的判定

考虑到常用的替代数据法进行非线性判定存在缺陷，研究了基于信息理论冗余概念的非线性判定方法，在Renyi α熵定义的基础上，推导了计算冗余的一般公式，即用相应的关联积分表示冗余，文中应用实例表明；相对于传统的空间划分或盒内计数方法计算冗余，用关联积分计算冗余显得更自然，更易实施。     

飞行仿真器综合火控仿真系统研究

随着现代航空火技术的飞速发展,新型综合火控系统的研制与一切迫切需求先进仿真技术的强有力支持。本文针对航空综合控系统仿真在任务与功能上的客观需求,基于虚拟样机的设计思想,进行了仿真系统体系结构的方案研究,分析了其中所涉及到的若干关键技术,并给出了飞行仿真器控仿真系统在一个综合仿真系统中的应用实现。     

串置翼垂直起降无人机过渡机动飞行控制

针对新型串置翼布局推力矢量无人机在垂直起降、过渡机动飞行过程中强非线性、强耦合及控制冗余的问题,采用动态逆控制方法设计全局控制系统,无需针对不同飞行模式切换控制策略。在此基础上,提出二级递进式控制分配策略,将序列二次规划、链式递增方法相结合,对航迹回路和姿态回路的控制量进行综合优化分配。同时,根据任务需求及飞行状态,基于离线数据库在线实时更新直接力控制分配目标函数权值。采用松弛约束策略,局部放宽非线性优化问题约束,增加优化求解速度。仿真结果表明该控制器能够有效跟踪高机动目标航迹。     

基于立体场景的人控交会对接仿真研究

传统的人控交会对接主要通过观察摄像机产生的十字靶标图像来完成,容易造成人的视觉误差,从而导致手动对接失败。结合图形学理论和虚拟现实技术构建的人控交会对接仿真系统为航天员实时提供逼真的虚拟立体场景,通过各种任务想定对航天员进行飞行任务训练。在实验过程中,航天员通过立体眼镜观察虚拟场景中飞行器的飞行状态,同时操作控制手柄改变飞行器的位置和姿态进行手动对接训练。通过不同的对接实验参数设置,航天员可以反复进行不同条件下的对接训练,而不需要执行空间飞行任务。实验结果表明基于立体场景的人控交会对接训练有较高的成功率。     

基于Petri网的飞控计算机系统可靠性建模与分析

应用广义随机Petri网建立Boeing777非相似余度飞控计算机系统可靠性模型,描述了系统的静态结构及动态过程;针对系统模型过于复杂而难以用现有的算法来计算的问题,提出将该系统分成支路级、通道级和系统级三级进行处理;并利用GSPN与马尔可夫链同构的性质,计算系统的可靠性指标。     

一种基于串行总线的智能容错飞控计算机系统

从工程技术角度出发,讨论了适用于无人驾驶飞行器的容错飞控计算机系统的实现,给出了基于串行总线的智能容错飞控计算机系统结构,将工作状态检测系统和故障预测技术应用到容错计算机系统中,可在故障发生前采取容错措施,避免故障发生和故障造成的系统失效.给出了总线接口、运算控制单元、A/D转换单元、通讯模块的结构和实现方法,指出利用CPLD和HDL语言进行电路综合具有效率高、测试方便、易修改的特点,应在实践中广泛推广.     

动态飞行仿真系统高载荷训练研究

介绍了动态飞行仿真系统的总体设计，结合现代军机的高载荷（高G值），飞行特点，详细介绍了高载荷飞行仿真的当前状况，从飞行仿真技术原理方案和载人离心机原理方案出发，采用了实时飞行仿真技术，直接力矩控制技术和交流同步电机驱动主心机的伺服调速体制，实现了高载荷（高G值）模拟飞行训练。     

面向对象的战斗机飞行仿真建模初探

由于现代战斗机系统的复杂性和仿真任务的多样性，使得传统软件设计方法设计的飞行仿真软件的可重用性很低。综合运用面向对象技术和模块化设计思想，研究了战斗机飞行仿真的建模方法，设计了具有较好可重用性、可用在其它机型的飞行仿真中的最低限度飞行仿真对象。仿真试验证明所提出的面向对象的战斗机飞行仿真建模方法的可行性和高效性。     

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。     

非对称变后掠柔性后缘飞机滚转控制分配研究

以往研究已经证明机翼后掠角和后缘弯度的单独改变均可增强飞行器的机动性,探究将后掠角作为冗余控制器后飞机滚转运动收敛特性问题。首先利用计算流体力学方法,探讨了后掠角非对称变化对气动特性的影响规律,建立了不同工况下研究对象飞机后掠角、柔性后缘两种广义操纵面的操纵效能函数。其次综合Kane方法建立的稳定滚转子系统动力学模型,在考虑飞机阻尼力矩影响下,确定了监督控制器-主控制器控制架构下系统主、从控制器控制律。最后将后掠角非对称偏转作为系统冗余控制输入,以操纵面偏转速率为特征量,分析了不同工况下后掠角非对称变化对飞行器稳定滚转运动收敛特性的影响。通过分析可知,采用冗余操纵面设计,可有效增大滚转控制力矩,避免操纵面进入饱和状态,提升飞机整体控制效能。通过两种工况下的仿真结果可知,后掠角操纵面可增强系统容错能力、提升高升力下飞机操纵性能,但会增大系统达到稳定所需的时间。