高超声速飞行器BTT耦合控制策略研究

针对高超声速飞行器倾侧转弯（BTT）过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。首先,针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求。然后,在分析了BTT飞行控制过程主要影响因素及其影响规律的基础上,提出了一种“先降低攻角—然后快速滚转—再拉起攻角”的耦合控制策略。最后,对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析。结果表明：本文提出的耦合控制策略,有效降低了偏航通道的控制需求,降低了BTT控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。     

超压气球上升过程温度与动力学特性仿真分析

针对带加强筋的超压气球,分析上升过程热环境及受力状态,建立热力学与动力学模型并分析其耦合关系。基于MATLAB开发仿真程序,对超压气球进行仿真分析。分析了气球上升过程中高度、速度、温度变化特性,数据表明上升过程中的热力学环境和动力学特性都对球内气体温度有重要影响,气球上升速度和球内气体温度相互耦合并与自由浮力系数存在相关性。飞行试验实测数据验证了仿真结果的准确性。理论分析结果和仿真模型可为后续超压气球设计和飞行试验提供指导。     

稳定正规环分解定理

提出了稳定正规环的概念；推广了正规环的分解定理；给出了正则局部环整性的一个简单证明；指出了研究正则环的一条新途径。     

基于IData的飞行训练模拟器座舱设备仿真

采用图形仪表的方法仿真飞行训练模拟器座舱设备是提高系统性价比、可靠性、维修性的重要手段。本文分析了虚拟仪表开发软件IData的特点,归纳总结了在飞行仿真中的开发流程,深入研究了IData关键技术。经在多项产品开发应用中表明,使用IData平台开发的软件,画面逼真、响应实时、可扩展性强、性能稳定,满足专用设备和飞行训练模拟器的使用要求。     

基于视景模拟的无人机导弹发射仿真

无人机单侧导弹发射后,无人机重量特性、重心位置、气动特性发生变化并同时产生附加的干扰力矩,无人机需要在控制系统作用下尽快恢复稳态飞行。通过在Matlab/Simulink中建立无人机六自由度非线性力学模型、控制系统模型、发动机模型、重力模型、标准大气模型、flight gear软件接口等,模拟仿真无人机单侧导弹发射过程,同时将仿真结果进行可视化视景输出,确保无人机系统平台在导弹发射过程中无人机能够很快恢复稳定姿态并按照预定轨迹飞行。视景模拟仿真结果表明：该无人机平台能够顺利完成导弹的安全发射。     

作战飞机武器投放战术机动飞行性能分析与计算

飞行员进行武器投放需要在相当短的时间内做出一连串准确、高难度的动作,对武器投放战术进行定量分析和计算至关重要。对现代战机进行武器投放常用的跃升俯冲对地攻击战术按照分阶段的方式进行分解,并采用飞机的机动性能模型对该战术过程进行飞行性能分析,最后进行了模型计算及实现,得到飞机使用该战术进行武器投放的机动飞行轨迹及轨迹上的特征点序列。     

三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题,提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法,同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体,同时以长机的运动轨迹作为期望路径,长机提供僚机飞行信息,僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明,所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

光电稳定机构指向误差建模与敏感度分析

光电稳定机构在武器装备的侦察、瞄准设备中应用广泛,其光轴指向误差直接影响着目标探测、识别的准确性.在加工和装配过程中难以避免的机构几何误差是指向误差的重要来源.基于多体系统运动学理论的误差建模方法,以两轴式稳定机构为例,建立了基于几何误差的指向误差模型.并通过误差模型的概率分析和误差敏感度的构建,比较了各项几何误差的影响程度.此方法既可在设计阶段用于指向误差的评估和几何误差的分配,也可在调试阶段用于几何误差标定.     

多捐赠者肾脏调换问题

用于器官移植的肾脏处于严重的短缺状态。为缓解这一问题,越来越多的国家开始实施各种形式的肾脏调换计划。肾脏调换问题一般被建模为一个合作博弈(KE)。其中的局中人为病人及与其配型失败的捐赠者所构成的二元组。现实中不乏拥有多个配型失败捐赠者的病人。定义了多捐赠者肾脏调换博弈(MDKE),分析了其可行解及稳定解的结构,证明了捐赠多颗肾脏无益于参与稳定调换,将TTC算法、KE稳定解的NP难解性以及最大覆盖稳定解的不可近似性拓展到MDKE。实验表明引入MDKE效果显著。     

固体燃料冲压发动机飞行性能分析

固体燃料冲压发动机性能通过进气道与导弹飞行工况关联在一起,其工作过程需考虑导弹飞行参数对发动机性能的影响。与其它冲压发动机相比,固体燃料冲压发动机一个显著特点是推进剂燃烧过程不仅与推进剂配方、发动机结构和燃烧室压强有关,还取决于燃烧室入口空气参数,因此工作过程较为复杂。在国内首次建立固体燃料冲压发动机工作过程仿真模型,并分析导弹飞行马赫数和高度对发动机性能的影响规律。