推力矢量垂直短距飞机轨迹优化与控制

作者： 程志强   朱纪洪   袁夏明   王向阳   来源： 控制理论与应用 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 推力矢量   最优化   过渡过程  

描述： 推力矢量垂直短距起降(V/STOL)飞机是一种兼顾巡航飞行速度和起降灵活性的新型飞机.本文首先建立了包含执行器饱和的V/STOL飞机动力学模型;然后针对V/STOL飞机在过渡过程阶段面临的强耦合、强非线性的特点,使用梯度下降法进行最优过渡过程轨迹优化并采用适应性矩估计算法(Adam)加速了优化过程;在此基础上,以最优轨迹为基础设计前馈控制器,同时通过对比真实飞行状态与所设计的最优状态给出反馈补偿量,保证了实际的过渡过程沿着最优轨迹进行.经过仿真实验可以发现,该方法具有过渡过程时间短、姿态平稳、鲁棒性强的优点.

基于单步最优方法的推力矢量垂直短距飞机过渡过程控制

作者： 程志强   袁夏明   王向阳   朱纪洪   来源： 控制与决策 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性   推力矢量   最优   垂直短距   过渡过程控制   耦合  

描述： 基于单步最优方法的推力矢量垂直短距飞机过渡过程控制

推力矢量垂直短距飞机轨迹优化与控制

作者： 程志强   朱纪洪   袁夏明   王向阳   来源： 控制理论与应用 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 推力矢量   最优化   过渡过程  

描述： 推力矢量垂直短距起降(V/STOL)飞机是一种兼顾巡航飞行速度和起降灵活性的新型飞机.本文首先建立了包含执行器饱和的V/STOL飞机动力学模型;然后针对V/STOL飞机在过渡过程阶段面临的强耦合、强非线性的特点,使用梯度下降法进行最优过渡过程轨迹优化并采用适应性矩估计算法(Adam)加速了优化过程;在此基础上,以最优轨迹为基础设计前馈控制器,同时通过对比真实飞行状态与所设计的最优状态给出反馈补偿量,保证了实际的过渡过程沿着最优轨迹进行.经过仿真实验可以发现,该方法具有过渡过程时间短、姿态平稳、鲁棒性强的优点.

考虑作动器动态补偿的飞机增量滤波非线性控制

作者： 周池军   朱纪洪   袁夏明   雷虎民   来源： 控制理论与应用 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 增量式控制   作动器动态   大迎角机动   低通滤波   鲁棒性  

描述： 针对飞机大迎角机动存在的模型参数不确定问题,提出了一种考虑作动器动态补偿的增量滤波非线性控制方法.基于推力矢量飞机姿态控制模型,利用Taylor级数展开和状态导数反馈分别设计了增量形式的气流角和角速度控制器.针对低通滤波求取状态导数产生的延迟,通过对控制量进行滤波补偿保证了状态导数反馈和控制量反馈的时间同步性.在此基础上分析了作动器动态对角速度闭环控制性能的影响,通过补偿器设计使系统具有期望的作动器动态,克服了增量式控制方法对作动器高带宽的限制.仿真结果表明本文提出的增量滤波非线性控制方法具有强鲁棒性和快速动态响应能力.

航空并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法

作者： 刘光璧   王步宇   王向阳   帅石金   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 能量利用   稳态性能   涡扇发动机   并联混合动力系统   快速设计  

描述： 为解决航空并联混合动力系统直接使用传统涡扇发动机时存在的发动机效率下降与低压压气机喘振问题，提出了一种通过流量预测确定涵道比的并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法，使用航空发动机性能仿真软件PROOSIS搭建了并联混合动力涡扇发动机模型，对发动机设计结果进行了性能评估与能量利用分析。研究表明，在与基准发动机相同的涡轮前总温限制下，设计结果能够满足推力需求。与在并联混合动力系统中使用基准发动机相比，使用设计的专用发动机时的油耗、能耗、低压压气机防喘振性能明显更优。由于能量利用历程不同，发动机的外涵道电能利用率远高于内涵道电能利用率和燃油利用率，这是并联混合动力涡扇发动机节能的根本原因。

航空并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法

作者： 刘光璧   王步宇   王向阳   帅石金   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 能量利用   稳态性能   涡扇发动机   并联混合动力系统   快速设计  

描述： 为解决航空并联混合动力系统直接使用传统涡扇发动机时存在的发动机效率下降与低压压气机喘振问题，提出了一种通过流量预测确定涵道比的并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法，使用航空发动机性能仿真软件PROOSIS搭建了并联混合动力涡扇发动机模型，对发动机设计结果进行了性能评估与能量利用分析。研究表明，在与基准发动机相同的涡轮前总温限制下，设计结果能够满足推力需求。与在并联混合动力系统中使用基准发动机相比，使用设计的专用发动机时的油耗、能耗、低压压气机防喘振性能明显更优。由于能量利用历程不同，发动机的外涵道电能利用率远高于内涵道电能利用率和燃油利用率，这是并联混合动力涡扇发动机节能的根本原因。

航空发动机健康管理系统架构研究

作者： 尉询楷   冯悦   刘芳   朱纪洪   杨立   来源： 探索 创新 交流：第五届中国航空学会青年科技论坛 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机　　健康管理系统　　架构　　机群管理　　互用性  

描述： 健康管理(PHM)系统是提高航空发动机完好率,减少维修保障费用的关键技术,其架构是整个航空发动机PHM系统的核心,是健康管理系统设计成败的关键。首先综述了国外典型的PHM系统架构,分析了其结构特点和功能模型。然后总结出了具有一般普适性的航空发动机PHM系统架构,研究了其结构组成和功能模型,探讨了功能分割的问题。最后,结合航空发动机PHM系统的应用情况和国内发动机使用经验,提出了以3项PHM技术、一

发动机引流对飞机气动力的影响试验研究

作者： 张超   朱纪洪   吴林峰   李环宇   李春文   来源： 实验流体力学 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 引流影响   风洞试验   静态测力   大迎角   发动机引流  

描述： 飞机气动力特性是飞机特性的基本表征。发动机的引流对气动力的影响直接关系到气动力建模的准确性、飞行品质和飞行安全。将真实涡喷发动机安装在某缩比验证飞机内,较逼真地研究了发动机推力大小、空气流动速度大小和方向等对气动力的影响。结果表明,发动机引流对验证机气动力的影响主要体现在轴向力、法向力和俯仰力矩上,发动机推力越大,引流效果越明显,且在超过失速迎角后的某迎角处法向力和俯仰力矩的增量达到最大值;而在不同侧滑角、一定风速范围内以及舵面偏转等情况下,发动机引流引起的气动力增量主要表现在失速迎角附近。因此在进行大迎角机动研究时,必须考虑发动机引流对气动力的影响。

基于GaN-HEMT并联的航空电机驱动系统设计研究

作者： 张亮   花婷   朱纪洪   杨婷   陈国栋   马超   来源： 电机与控制应用 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空电机驱动器   数字控制器   宽禁带器件  

描述： 在深入了解宽禁带电力电子器件的发展现状和开关特性基础上,提出了一种基于Ga N-HEMT并联的航空电机驱动系统,开展了Ga N-HEMT并联的驱动电路及数字控制器平台设计与实践。搭建了试验系统,进行了相关测试。试验结果验证了设计的正确性。

航空并联混合动力涡扇发动机热力循环与工作特性研究

作者： 刘光璧   王步宇   王向阳   佘云峰   邢耀仁   帅石金   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 热力循环   数值模拟   涡扇发动机   并联混合动力系统   稳态特性  

描述： 为确定并联混合动力涡扇发动机的能量利用效率，并对不同电功率输入下发动机工作特性与性能参数的变化规律进行研究，本文从理论上对发动机有效循环功的来源进行划分，并由此分别定义并联混合动力涡扇发动机的电能利用率和燃油利用率；使用航空发动机性能仿真软件PROOSIS搭建基于CFM56-7B26发动机的并联混合动力涡扇发动机零维模型，模拟不同电功率输入条件下的发动机稳态性能。研究结果表明：并联混合动力涡扇发动机内涵道的循环类型仍然是基于布雷顿循环的实际循环，输入的电功率对发动机外涵道推力的贡献占比远高于其对内涵道推力的贡献；电能利用率始终明显高于燃油利用率，这也是并联混合动力涡扇发动机实现节能的主要原因；当输入的电功率增加时，发动机的涵道比增加，涡轮前温度与总压比降低，各部件的稳态工作点将发生移动，可能造成部件效率的下降。由于电功率的输入以及电能的高利用效率，并联混合动力涡扇发动机的油耗和能耗均低于常规涡扇发动机。