飞机环控系统建模与换热器参数优化研究

建立了飞机环控系统各主要部件的数学模型和MATLAB仿真模块，在此基础上搭建了某型飞机环控系统的仿真模型，并针对某机型进行了仿真研究。结果表明，模型具有较高的精度。以该系统作为研究对象，以降低系统出口温度为目标函数，从系统角度对换热器流程数和热路流动长度进行了优化。从结果来看，相对于输入参数，换热器的流程数和热路流道长度具有局部最优解，此时压气机、涡轮和换热器之间存在着热量、压力、能量的最优匹配关系。该结论对同类系统的参数确定和优化有一定参考意义。     

任意着陆状态下的飞机起落架模型仿真研究

为支持舰载机的甲板降落研究而建立了一个任意着陆状态下的飞机起落架模型.为使该模型可以体现出飞机降落时的复杂姿态变化和每个起落架的反复压缩过程,采用了一种反向受力传递的分析方法,并将飞机的六自由度运动方程与三个起落架微分方程联立.通过仿真分析得到此模型可以准确的体现飞机的任意着陆过程,而且基本上与实际物理过程相符.     

飞机起落架的动力学建模及仿真

起落架的精确建模和仿真对飞机起飞着陆过程的控制律设计有着重要意义。通过对飞机起飞着陆过程中起落架的受力情况进行详细分析,并根据起落架的一些实际物理参数分别求得起落架各轮处的合力和合力矩,建立了起落架的模型,并将此模型应用于某国产战机进行仿真。仿真结果表明,建立的起落架动力学模型较好的反映了飞机在滑跑过程中起落架所受的力和力矩的动态变化情况,比较真实的符合实际物理过程。     

基于ADAMS的小车式起落架仿真分析技术研究

应用MSC/ADAMS虚拟样机软件对某型小车式起落架进行仿真分析。在CATIA中建立了起落架的数字样机模型,并利用SIMDESIGNER将模型导入ADAMS中,在ADAMS中进行了起落架的收放分析和起落架着陆撞击的动力学分析,利用ADAMS的参数化设计功能,分析了一些系统参数对起落架缓冲性能和载荷分配的影响。为小车式起落架的设计和分析一体化提供了一种新方法,具有一定的实用价值和经济效益。     

飞机六自由度模型及仿真研究

以国产某型号飞机为背景提高出六自由度飞机对象建模的一般方法和原则。此建模方法直接根据牛顿第二定律推导出全量非线性方程,没有对刚体运动模型和气动数据做线化处理,考虑了飞机纵横向之间的耦合作用和决定飞机性能的绝大多数因素,因此该模型更精确、更全面地反映了飞机的实际运行特性,并具有具较强的通用性。     

飞机纵向姿态自抗扰控制器的设计及参数优化

将自抗扰控制器用于飞机的纵向姿态控制。在自抗扰控制器(ADRC)参数优化方面,根据参数变化对系统性能的影响,采用二进制遗传算法自动优化,弱化了ADRC参数整定对经验的依赖程度。在两种飞行状态下的仿真及抗干扰测试表明,控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰性,系统具有良好的动态和稳态性能。     

飞机燃油系统仿真及有效能分析

以某型飞机燃油系统设计方案为原型,自供能源式供输网络为特色,建立了各主要部件的数学模型,并采用模块化结构的方法,利用Simulink/Matlab建立了各部件的仿真模块,构成仿真系统进行研究。求解了飞机燃油系统5种供油状态下各节点的流量、压力和温度,并分析了部分换热器参数对换热器有效能损失的影响。上述研究为飞机燃油系统的整体建模和仿真提供了新的思路和方法,同时对燃油系统的有效能分析有一定的意义。     

飞机拦阻系统非线性控制仿真分析

针对飞机拦阻系统采用非线性控制进行了机构实现分析,利用状态反馈线性化及线性系统二次性能指标最优控制设计方法设计了非线性控制规律。建立了跟踪控制飞机位移及速度的非线性控制仿真模型,针对系统参数变化及飞机撞网速度测量值有偏差状况,进行了鲁棒性仿真分析,仿真结果表明:采用非线性控制,系统动态响应快,跟踪特性好,鲁棒性强,拦阻指标容易满足。     

基于混沌粒子群优化算法的弹性飞机模型降阶

传统的弹性飞机模型降阶算法主要有平衡截断法、平衡奇异摄动法等,但这些算法的缺陷就是得到的降阶模型只适用于特定的频段内.以某弹性飞机纵向运动模型为例,在合理选择时域模型降阶匹配误差函数的基础上,首次将混沌粒子群优化算法用于弹性飞机的模型降阶.仿真结果表明,与传统的弹性飞机模型降阶算法相比,基于混沌粒子群优化算法得到的降阶模型能在更宽广的频域内和时域内更好地近似全阶模型,取得了更好的降阶效果.     

重型飞机拦阻系统的仿真分析

在对飞机拦阻系统拦阻飞机期间运动学、动力学以及水涡轮制动器理论研究的基础上,建立重型飞机拦阻系统的数学模型及基于SIMULINK下仿真模型,真实模拟了拦阻系统拦停飞机的过程.针对受控参数如飞机的过载、速度、加速度、拦阻带拉力、水涡轮转子的转速等变化规律进行仿真分析.仿真结果表明,拦阻系统能在安全拦阻距离内拦停飞机,通过改变水涡轮制动器的结构参数和使用组数,各项技术指标满足设计要求,为重型飞机拦阻系统设计分析提供可靠的依据.     

主动控制起落架建模与仿真

建立了主动控制起落架系统的非线性模型和控制方程,对系统进行了稳定性分析,应用simulink对起落架主动控制系统进行了仿真,结果表明通过应用主动控制起落架系统,减小了飞机重心的垂直位移和起落架传递给机身的载荷,对提高飞机的滑行品质、提高乘客的舒适性、改善民用飞机在低等级机场上以及军用飞机在修复类或损坏类跑道上的使用等有着重要的意义。     

飞机起落架数学模型的研究

对飞机起落架组成及工作原理进行较为详细的研究，建立了飞机起落架的数学模型，并在MATLAB／SIMULINK环境下进行系统仿真，给出仿真结果，分析了起落架对飞机防滑刹车系统的影响。仿真结果表明系统模型基本合理、正确，为设计、改进飞机防滑刹车系统，提高刹车效率和刹车性能，具有重要的指导意义。     

舰载机进舰着舰过程仿真建模

简述舰载机进舰着舰过程,建立以航母—舰载机—起落架组成的多体动力学系统为核心的进舰着舰系统仿真模型,并综合能够反映驾驶员和LSO的行为特征的指令模型,同时考虑风场扰动,海浪等外界影响因素。该模型不仅适于航母-舰载机适配性问题,还可研究进舰着舰任务中LSO对驾驶员行为的影响。最后通过仿真示例验证该模型的合理性和可行性。     

基于视觉的UCAV自主着陆蒙特卡洛仿真研究

介绍了不确定性分析方法的应用以及不确定性的数学模型。回顾了蒙特卡洛仿真在飞控系统的鲁棒分析、鲁棒控制律设计以及灵敏度分析等方面的研究成果。设计并实现了基于MATLAB分布计算引擎（MATLAB Distributed Computing Engine）的分布式蒙特卡洛仿真方案,开发了可以创建分布式仿真任务的蒙特卡洛仿真工具MCST（Monte Carlo Simulation Tool）,可以方便地对于Simulink模型进行蒙特卡洛仿真。并且使用该工具进行基于视觉的UCAV自主着陆仿真研究。

Abstract：

Application of uncertainty analysis methods was introduced as well as some general used uncertainty models. The most basic uncertainty analysis method is Monte Carlo Simulation,which is a powerful and practical tool to deal with non-linear systems with very large amount of uncertainties. However,the great disadvantage of Monte Carlo is that it is very intensive computationally. Given to such a drawback,a distributed computing tool,which is named Monte Carlo Simulation Tool and based on MATLAB Distributed Computing Engine and Distributed Computing Toolbox,was developed in order to execute independent MATLAB operations simultaneously on a cluster of computers,speeding up execution of large amount of simulations. The MCST can easily be used to Simulink models for Monte Carlo Simulation. Monte Carlo Simulation has been applied to vision-based autonomous landing of Unmanned Combat Aerial Vehicles （UCAVs） with uncertainties of initial conditions and sensor measurements. Simulation results show that there is a high mission successful probability,which means the autonomous landing control law is insensitive to uncertainties.     

机器视觉辅助的UAV半自主着陆系统

在UAV着陆的导航与控制中引入了机器视觉方法,提出了机器视觉辅助的UAV半自主着陆系统方案,该系统由图像获取与处理、导航解算和地面平台控制模块组成。图像获取模块使用多光谱摄像机和激光测距仪,分别获得UAV的图像和深度信息。图像处理模块使用目标分割和运动分析方法,测量UAV位置。导航解算模块使用Kalman滤波器抑制测量噪声,输出滤波结果用于导航,预测结果控制地面平台跟踪UAV。实时地实现了上述机器视觉算法,并结合虚拟现实环境建立了仿真系统。使用反射内存网络连接该仿真系统与各外部模块,进行了着陆过程联合仿真。结果表明,该系统能够满足UAV半自主着陆导航任务的要求。     

先进短距起飞垂直着陆飞机的建模与仿真研究

先进短距起飞垂直着陆(ASTOVL)飞行／推进综合控制技术的实现，需要进行大量的理论研究和仿真计算，以确定最优控制律。通过用全量非线性方程来描述的该类依靠气动舵面和推力矢量融合控制技术的飞机运动状态，建立了六自由度的飞机动力学数学模型。由于没有对刚体飞机数学模型和气动数据进行线性化处理，因而所建模型不仅能较全面地反映STOVL飞机的实际运行特性，而且具有较强的通用性。最后，以某型号STOVL飞机为背景，在MATLAB5．2／Simulink环境下研究和开发了飞行数字传真器，介绍了仿真软件的设计思想和程序架构，并通过数字仿真验证了该仿真器的正确性。     

载人航天器回收着陆半实物仿真系统研究

介绍了载人航天器回收着陆半实物仿真系统的需求、设计方案和框架结构。针对回收程控装置工作的特点和载人航天器回收过程的动力学特性,在面向对象的基础上建立了由指令和时间触发的分阶段的物伞系统整个飞行过程的动力学模型。与其他降落伞软件系统相比,该系统为国内外首次搭建的物伞系统整个飞行过程的半实物仿真软件。