风场中平流层飞艇轨迹跟踪的滑模控制方法

为实现平流层飞艇驻空阶段可控飞行,研究环境风场中横侧向轨迹跟踪的滑模控制方法。建立平流层飞艇驻空阶段动力学模型,将动力学方程解耦为纵向运动方程和横侧向运动方程,采用小扰动方法对动力学方程进行线性化;利用滑模控制对外部干扰强鲁棒的特性,设计横侧向轨迹跟踪的滑模控制器;以直线与圆组成的复合轨迹跟踪控制为例,对提出的轨迹控制方法进行仿真验证。仿真结果表明,所提基于滑模的轨迹跟踪控制方法鲁棒性好,在一定范围的风场扰动条件下,可以实现对指令轨迹的有效跟踪控制,响应特性好。     

结合平流层飞艇姿态的太阳辐射强度分布

平流层飞艇上表面太阳辐射强度的分布是影响光伏阵列输出性能的重要因素。为分析平流层飞艇飞行姿态对其上表面太阳辐射强度分布特征的影响,并建立飞艇动力学模型与太阳辐射物理模型交互耦合的计算模型。使用该模型对算例飞艇进行计算分析,量化得出飞艇偏航角和俯仰角耦合变化对飞艇表面太阳辐射强度分布影响的结果,并比较分析了太阳辐射强度受飞艇飞行姿态影响的特性。研究结果可用于指导太阳能电池阵在平流层飞艇上的优化布局和阵列构型。     

基于路径跟踪的平流层飞艇柔性编队控制

建立平流层飞艇驻空阶段动力学模型,在定高飞行前提下,采用小扰动方法对动力学方程进行线性化处理。提出采用路径跟踪的平流层飞艇柔性领航-跟随编队控制方法,领航者和跟随者通过速度控制与航向控制,分别跟踪保持特定距离的参考路径,实现编队的柔性控制。以采用直线路径跟踪和采用圆路径跟踪的三平流层飞艇编队控制为例,对提出的柔性编队控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:提出的路径跟踪方法控制精度高,提出的柔性编队控制方法可以实现编队稳定运行,避免编队成员碰撞现象的发生。     

中国特种飞行器研究所

中国特种飞行器研究所,现隶属中国航空工业集团公司,是我国从事水面飞行器（水上飞机,地效飞机、水陆两栖飞机）和浮空飞行器（载人飞艇,系留气球、遥控飞艇、对流层飞艇平台、平流层飞艇平台）等特种飞行器研究主机所。     

平流层飞艇合成孔径雷达成像优化策略

平流层飞艇具有驻空高度高且时间久、覆盖范围广、使用效费比高等特点,在侦察监视等领域应用前景广阔。结合平流层飞艇平台特性,分析平流层飞艇合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)与机载SAR的异同;针对平流层飞艇SAR的脉冲重复频率冗余及大振幅低频率运动误差,提出优化方案,并开展仿真分析验证。仿真结果表明所提优化运动补偿方法能够有效消除平流层飞艇运动误差影响。     

平流层飞艇强迫对流特性数值仿真分析

强迫对流换热特性对平流层飞艇热状态有重要影响。以平流层飞艇流线型封闭囊体为研究对象,基于囊体内部纯导热传热的假设,采用计算流体力学方法建立平流层飞艇外部流场三维数值模型,对飞艇外部强迫对流换热特性进行仿真分析,得到了不同太阳照射角度、风速和攻角条件下的飞艇表面温度分布和内部平均温度变化规律,为平流层飞艇热状态预测和热控设计提供参考依据。     

气动弹性影响下高超声速飞行器动力学建模与分析

高超声速飞行器通常采用轻质材料和细长升力体设计,导致受控刚体运动频率与结构振动频率趋于接近,给飞行器制导控制系统设计带来了巨大挑战。基于假设模态下建立了考虑变截面效应的高超声速飞行器自由梁结构动力学模型,对比了横截面梁和变截面梁模态振型和频率;考虑变截面效应后,振型变化较大,同时二、三阶模态频率均变小。给出了耦合气动弹性和飞行动力学的高超声速飞行器运动方程。在典型工况下,对比分析了刚体、常截面梁和变截面梁高超声速飞行器的平衡和动态特征,结果说明:变截面梁在平衡状态下附加攻角更大,系统在平衡点处开环不稳定性更大,同时非最小相位行为基本不变。     

以改革求发展 以管理谋提升——中国特种飞行器研究所创新发展纪实

<正>中国特种飞行器研究所(以下简称特飞所)隶属于中航工业通飞公司,是中国唯一从事水面飞行器(水上飞机、地效飞机、水陆两栖飞机)和浮空飞行器(载人飞艇、系留飞艇、遥控飞艇、对流层飞艇平台、平流层飞艇平台)等特种飞行器研究开发的主机所。特飞所始终践行"军民用航空大发展"的战略理念,坚持军民结合、寓军于民,着力提升四大特色专业技术——水动力技术、腐蚀防护控制技术、浮空飞行器     

基于微分平坦的高超声速滑翔飞行器轨迹规划

针对高超声速滑翔飞行器再入轨迹规划问题,提出了一种基于微分平坦理论的三自由度轨迹生成方法。在分析纵向运动简化模型的微分平坦属性基础上,将纵向参考轨迹规划问题映射到平坦输出空间,消除微分动力学约束的同时降低系统设计的维数,进而提高求解效率;采用全局插值多项式参数化平坦输出函数,将问题转换为非线性规划问题求解;设计比例-微分反馈控制律跟踪纵向参考轨迹,同时采用航向角误差走廊控制侧向运动,实现三自由度轨迹生成。仿真分析表明所提出的方法能够较快生成满足多种约束且性能优化的飞行轨迹。     

垂直发射地空导弹动力学模型的建立

本文研究了地对空导弹垂直发射段飞行动力学模型的建立问题。首先,定义了有关坐标系并给出了它们之间的角度关系;其次在弹体坐标系上建立了导弹的三个平移方程和三个转动方程;然后针对垂直发射地空导弹的飞行特点,通过引入变量tgα、tgβ＇和,建立了一组完全描述导弹动力学特性的非线性动力学模型。研究结果表明,该模型具有便于部分线性化和输出解耦控制等突出优点,它为非线性飞行控制系统的分忻、设计奠定了基础。另外,本文提出的模型处理方法也适用于其它形式大机动飞行器动力学模型的建立。     

基于混合编码曝光的匀加速运动模糊图像复原方法

针对运动模糊图像复原问题中点扩展函数难以准确获得和图像反卷积的病态性,提出了一种基于混合编码曝光相机的运动模糊复原框架.混合编码曝光相机由一个高速双目立体相机和一个高分辨率编码曝光相机构成.编码曝光相机在其曝光过程中由一个二进制编码控制其快门的开关状态.双目立体摄像机作为一个运动传感器在编码相机曝光的开始、中间和结束时...     

正规形法在弹箭非线性运动分析中的应用

非线性气动力对弹箭运动特性具有重要影响,而其复杂性和有效分析工具的缺乏往往制约了弹箭非线性运动理论的发展.为探索正规形方法在弹箭非线性运动分析中的应用,构造了考虑二次非线性阻尼和七次非线性静力矩下攻角方程的正规形,进而求得攻角的通用解析解,通过数值积分验证了其在较大攻角范围内的有效性,该解析解也同样适用于无阻尼角运动和...     

新算法在划船和伪划船效应中的应用

划船效应补偿是高精度捷联惯导系统解算的重要环节。通过研究其误差特性,推导了新的通用划船效应补偿公式。同时提出了角振动环境中伪划船效应的存在,对伪划船效应的产生原因、表达方式以及对捷联惯导系统的影响进行了分析。对新的补偿算法在划船效应和伪划船效应下进行了仿真试验。     

横向运动板对长杆弹变形及运动影响的数值研究

利用Ls—DYNA软件对钨合金长杆弹垂直侵彻单层和双层横向运动钢板进行了数值计算。通过分析长杆弹的塑性变形、速度降、动能降和横向速度,得到了单层和双层板横向运动速度与影响长杆弹侵彻能力因素的关系。仿真结果表明：随着运动板速度的增加,运动板对长杆弹的侵蚀加剧,长杆弹的速度降、动能降增大;运动板相同速度下,虽然单层板的冲击能使长杆弹获得较大横向速度,但双层板比单层板对长杆弹的干扰效果更明显。     

六方位相对标图法绘算目标运动参数

基于相对运动原理以及观测平台在机动前后以被动方式分别测取的目标六个不同方位,提出了一种观测平台隐蔽确定目标运动参数的相对标图绘算方法。文章论证了该方法的基本原理和给出了具体的绘算原理方法步骤,并对该方法的不同绘算态势下的使用结果与使用影响因素进行了分析。实际绘算使用结果表明,利用该方法绘目标运动参数时的速度与精度能够满足绝大部分态势下的目标运动参数绘算需要。     

远程预警声呐发现目标后的机动原则

鉴于经典的载体优化理论对装备舷侧阵声呐的潜艇的局限性,讨论了装备舷侧阵远程预警声呐的潜艇发现目标后的机动问题.在分析经典的载体优化机动理论的使用条件和特点的前提下,借鉴美国潜艇拖曳阵远程预警声呐发现目标后的战术机动思想,提出了装备舷侧阵声呐的潜艇发现目标后可以采取与初始发现方位线相垂直的倒"U"字机动策略及具体的细节.该机动方法理论上成立,但具体参数的确定还需要经过计算机仿真和海上实践的检验.同时认为战术理论的发展与装备技术水平的发展紧密相关.     

基于非均匀调制函数模型的非平稳地震动模拟

通过对地震动演变谱模型化分析,在精确估计地震动时变功率谱的基础上,利用多元函数目标优化方法识别地震动的非均匀调制函数模型参数,从而建立了基于非均匀调制函数模型的时频非平稳地震动模拟方法。对给定初始地震波和直接给定模型参数2个算例的分析表明,应用本文方法模拟的地震波可以较好实现时频非平稳,而且对目标反应谱也具有较好的拟合精度。     

核磁共振研究溶胀AB-交联聚合物中的分子运动

测定了溶胀的PPU/PSAB 交联聚合物中链段和侧基的13CT1和NOE ,用VJGM模型和三等价位跃迁内旋转、扩散内旋转以及等价、不等价两位置跃迁内旋转模型分析了其中的主链链段运动和侧基内旋转运动 ,求出了主链和侧基的运动相关时间、扩散系数和活化能等参数 .结果表明PS含量对PPU运动的影响极小 ,PS主链运动活化能与PPU含量存在线性关系 .丙烯酸与苯乙烯共聚对PPU的运动几乎无影响     

基于合成孔径原理目标散射测量中的运动误差补偿

在应用基于合成孔径原理的水下目标散射特性测量新方法时,目标总会存在偏离匀速直线的运动误差,导致图像散焦甚至无法成像,从而不能得到目标二维散射特性.针对上述问题,从水下目标的六自由度运动误差入手,分析运动误差对成像的影响,采用基于运动测量系统的逐点运动补偿方法对回波信号进行处理,给出了计算机仿真试验结果.仿真试验得到了较好的成像结果,验证了运动补偿的有效性.     

潜艇水下回转运动稳定性分析

水下回转运动是潜艇常用的运动形式之一,属于潜艇转向运动的重要研究内容。回转运动过程中,潜艇受力复杂,容易出现分岔等非线性现象,潜艇运动稳定性变差。运用同伦延拓法、分岔理论和李雅普诺夫运动稳定性理论分析了潜艇水下回转运动稳定性,并通过数值仿真试验验证了分析结果的正确性和分析方法的有效性,为潜艇运动稳定性的研究提供了思路。