大型飞机电液动力控制与作动系统新体系基础研究

大型飞机的研发制造能力是一个国家航空实力的重要体现,所以国家确定了大型飞机研制重大科技专项,是国家成为航空强国的意志体现。在我国大型飞机重大科技专项计划的大背景下,针对突破核心关键技术,为研制大型客机做好技术储备,国家重点基础研究发展计划(973计划)"大型飞机电液动力控制与作动系统新体系基础研究"项目围绕大型飞机电液动力作动系统新体系的创成与高效服役、高压高速液压系统固液耦合驱动机理与界面效应、功率电传电静液作动系统的能量传输与匹配运行3个方面的关键科学问题开展了深入研究,取得了一系列重要研究成果。本文从项目研究概况、关键研究进展、总结与展望这3个方面进行论述。     

基于广义卡尔曼滤波的飞机防滑刹车变结构控制

飞机防滑刹车控制的关键是控制机轮的滑移率，为了使机轮工作在最佳滑移率，得到最大结合系数，提出了一种基于滑移率控制的防滑刹车变结构控制律。由于飞机滑跑时的真实速度很难测量，为此采用广义卡尔曼滤波器得到飞机刊车系统非线性模型的状态估计，状态估计值作为防滑刹车控制器的输入。计算机仿真结果显示该控制律改善了飞机的防滑刹车性能，具有较强的鲁棒性。     

飞机制动半实物仿真系统

提出一个数学模型来描述飞机刹车过程.通过分析制动过程中飞机与机轮的受力情况,建立了一系列动力学方程求解整个制动过程中的关键变量.使用龙格库塔法求得动力学方程的解析解,通过RTX半实物实时仿真平台进行仿真,保证实时性能.仿真系统可根据实际情况改变实验参数,从而对不同路况下的飞机刹车进行仿真.      

整数规划的旋转矢量法

针对整数规划问题的求解,改造了基本旋转矢量方法中的旋转因子和收缩因子。旋转因子的选取保证了矢量旋转过程中矢径长度不变,矢径的收缩策略的选取能保证最大范围地搜索解空间。多点旋转矢量法采用多矢量同时旋转的思想,在算法实施中基于优胜劣汰的原则引入了矢径舍弃系数和种群保留系数两个控制参数,极大地提高了计算效率和求解精度。最后,通过整数规划算例验证了该方法的有效性,表明对于维数较高的整数规划问题效果也很好。     

轧机液压伺服系统多模型切换自适应反步控制

针对轧机液压伺服系统工作过程中弹性负载力和外负载力的跳变,基于公共Lyapunov函数方法和自适应反步控制方法,提出了一种多模型切换自适应反步控制策略.该方法结合自适应反步控制的特点和公共Lyapunov函数的设计要求,通过反步法设计了各子系统的状态反馈控制器和不确定上界参数的自适应估计器,取反步法的Lyapunov函数作为公共Lyapunov函数,保证了系统在任意切换下的渐近稳定.自适应反步法和公共Lyapunov函数方法的结合,便于公共Lyapunov函数的求取,又解决了同时存在参数跳变和参数慢时变的问题.仿真结果表明,该方法能够保证轧机液压伺服系统具有良好的动静态性能,并对参数跳变和参数慢时变具有较强鲁棒性.     

基于混合网络环境的航电模拟器的设计与实现

在飞控系统半实物仿真中,航电系统与地面其它模拟系统涉及多种网络联接,如何选择并协调相关网络通信、构建它们相互之间数据流的实时转发平台并实时驱动航电仪表是设计航电模拟系统的关键。为了满足某型飞机飞控系统实时仿真试验的需要,综合应用实时网、1553B和以太网等三种网络方法并结合虚拟现实技术开发了飞机航电模拟器,既加快了开发进度和节省了开发成本,又比传统的航电系统更具扩展性,应用效果良好。     

考虑性能的三余度舵机系统可靠性分析

针对传统可靠性分析方法对余度控制系统的不适应,本文提出了考虑控制系统性能的可靠性分析方法;采用可靠性仿真技术与控制系统仿真技术相结合的方法给出了系统性能可靠度的计算途径;通过三余度舵机系统可靠性的分析验证了该方法的有效性。