机翼前缘积冰对大飞机操稳特性的影响

作者： 魏扬   徐浩军   薛源   李哲   张久星   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 大飞机   机翼结冰   飞行安全   自动驾驶仪   操稳特性  

描述： 机翼结冰影响飞机的操稳特性和飞行性能,对飞行安全造成危害。基于实验数据构建了典型的不同结冰严重程度的机翼前缘积冰冰形,采用高精度数值模拟方法得到背景飞机机翼前缘积冰的气动数据,建立了飞机六自由度非线性动力学模型,在此基础上设计了俯仰角保持、滚转角保持及高度保持模式的自动驾驶仪闭环仿真系统。通过开环仿真,分析了不同程度积冰对飞机配平特性、纵向长短周期模态及横航向模态的影响,比较了不同程度积冰情形下飞机动态响应的差异。通过闭环仿真,研究了积冰对3种模式下自动驾驶性能的影响。仿真结果表明:积冰对飞机配平特性、模态特性及开环动态响应特性均会造成一定的不良影响,威胁飞行安全。

机翼前缘积冰对大飞机操稳特性的影响

作者： 魏扬   徐浩军   薛源   李哲   张久星   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 大飞机   机翼结冰   飞行安全   自动驾驶仪   操稳特性  

描述： 机翼结冰影响飞机的操稳特性和飞行性能,对飞行安全造成危害。基于实验数据构建了典型的不同结冰严重程度的机翼前缘积冰冰形,采用高精度数值模拟方法得到背景飞机机翼前缘积冰的气动数据,建立了飞机六自由度非线性动力学模型,在此基础上设计了俯仰角保持、滚转角保持及高度保持模式的自动驾驶仪闭环仿真系统。通过开环仿真,分析了不同程度积冰对飞机配平特性、纵向长短周期模态及横航向模态的影响,比较了不同程度积冰情形下飞机动态响应的差异。通过闭环仿真,研究了积冰对3种模式下自动驾驶性能的影响。仿真结果表明:积冰对飞机配平特性、模态特性及开环动态响应特性均会造成一定的不良影响,威胁飞行安全。

基于神经网络自适应动态逆的结冰飞机飞行安全边界保护方法

作者： 魏扬   徐浩军   薛源   郑无计   李哲   裴彬彬   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 神经网络自适应动态逆   飞机结冰   安全关键参数   俯仰姿态保持   边界保护  

描述： 考虑到飞机带冰飞行的安全问题,对结冰飞机进行安全边界保护成为一种有效的解决手段。基于神经网络自适应动态逆跟踪性能好、鲁棒性强的优点,提出了以安全关键飞行参数限制值作为神经网络自适应动态逆的输入,获取可用舵面偏转角的边界保护方法。建立了飞机本体动力学模型,采用高精度的数值模拟方法获得结冰数据库。设计了神经网络自适应动态逆控制律,通过在动态逆环节引入单隐层神经网络,对不确定性逆误差进行自适应补偿,增强了控制系统的鲁棒性。以俯仰姿态保持模式为例设计了结冰飞行闭环安全边界保护系统。以结冰飞机最小平飞速度的估算值作为飞机最低飞行速度,设计自动油门控制系统,实现对飞行速度的保护。通过仿真验证了设计的控制律具有较强的鲁棒性。对结冰严重程度线性增加情形下飞机状态参数的动态响应进行了分析。仿真结果表明,所设计的结冰边界保护系统,能够实现飞机在容冰飞行过程中对安全关键参数如迎角、飞行速度的实时保护。

基于神经网络自适应动态逆的结冰飞机飞行安全边界保护方法

作者： 魏扬   徐浩军   薛源   郑无计   李哲   裴彬彬   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 神经网络自适应动态逆   飞机结冰   安全关键参数   俯仰姿态保持   边界保护  

描述： 考虑到飞机带冰飞行的安全问题,对结冰飞机进行安全边界保护成为一种有效的解决手段。基于神经网络自适应动态逆跟踪性能好、鲁棒性强的优点,提出了以安全关键飞行参数限制值作为神经网络自适应动态逆的输入,获取可用舵面偏转角的边界保护方法。建立了飞机本体动力学模型,采用高精度的数值模拟方法获得结冰数据库。设计了神经网络自适应动态逆控制律,通过在动态逆环节引入单隐层神经网络,对不确定性逆误差进行自适应补偿,增强了控制系统的鲁棒性。以俯仰姿态保持模式为例设计了结冰飞行闭环安全边界保护系统。以结冰飞机最小平飞速度的估算值作为飞机最低飞行速度,设计自动油门控制系统,实现对飞行速度的保护。通过仿真验证了设计的控制律具有较强的鲁棒性。对结冰严重程度线性增加情形下飞机状态参数的动态响应进行了分析。仿真结果表明,所设计的结冰边界保护系统,能够实现飞机在容冰飞行过程中对安全关键参数如迎角、飞行速度的实时保护。

结冰对飞机横航向飞行品质的影响

作者： 王良禹   徐浩军   张喆   裴彬彬   薛源   来源： 飞行力学 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 飞行品质   动力学特性   飞机结冰   等效系统拟配  

描述： 针对结冰后飞机横航向飞行品质问题,引入结冰影响模型,对不同结冰条件下的飞行动力学特性进行仿真。基于仿真结果和典型模态特性,利用等效系统拟配原理,在时域范围内对飞机结冰后的滚转角变化进行分析。提出基于典型模态下对飞机横航向时域响应进行拟合,从而计算出结冰后横航向模态特性参数的方法。根据计算结果,分析了不同结冰严重程度对飞机横航向飞行品质的影响。仿真结果表明,结冰后飞机横航向模态特性变差,飞行品质发生降级,对飞行安全造成了严重威胁。

基于鲁棒伺服LQR的结冰飞机纵向控制律重构方法

作者： 陈威   徐浩军   王小龙   裴彬彬   李哲   来源： 航空学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 纵向运动   飞机结冰   控制律重构   鲁棒伺服LQR   仿真验证  

描述： 由于防/除冰系统总会出现故障或者除冰不彻底,因此仅依靠防/除冰系统实现结冰条件下的安全飞行并非完全可靠,研究结冰后飞机控制律重构对飞机操纵安全和飞行安全极其重要。针对飞机的纵向运动建立了结冰影响模型和纵向动力学模型,采用鲁棒伺服线性二次型调节器(LQR)最优控制设计了飞机结冰后空中飞行纵向控制律,模拟了飞机在俯仰姿态保持模式下遭遇不同严重程度结冰后的动态响应特性,并与常规PID控制进行对比。结果表明,所设计的控制律能够有效改善结冰飞机的飞行性能和飞行品质,准确跟踪给定的俯仰角指令,且抗干扰能力、动态性能以及鲁棒性均优于常规PID控制。为飞机结冰后的重构控制问题和自动飞行控制,提供了新的思路。

大型飞机迎角保护控制律设计及试飞技术研究

作者： 袁志鹏   薛源   巩磊   江飞鸿   来源： 飞行力学 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 迎角保护   飞行试验   控制律  

描述： 针对大型飞机迎角保护控制律设计及试飞问题,通过杆位移-过载梯度的实时精确调整及取大值逻辑指令切换,设计了迎角保护控制律,实现拉杆到底飞机迎角达到且不超过限制迎角的目的。根据迎角保护控制律的功能及试飞目的,将整个试飞过程分为三个阶段,研究了各个阶段的试飞技术。仿真结果表明,所设计的控制律能够实现迎角保护功能,具有良好的控制效果。

大型飞机迎角保护控制律设计及试飞技术研究

作者： 袁志鹏   薛源   巩磊   江飞鸿   来源： 飞行力学 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 迎角保护   飞行试验   控制律  

描述： 针对大型飞机迎角保护控制律设计及试飞问题，通过杆位移-过载梯度的实时精确调整及取大值逻辑指令切换，设计了迎角保护控制律，实现拉杆到底飞机迎角达到且不超过限制迎角的目的。根据迎角保护控制律的功能及试飞目的，将整个试飞过程分为三个阶段，研究了各个阶段的试飞技术。仿真结果表明，所设计的控制律能够实现迎角保护功能，具有良好的控制效果。

大型飞机迎角保护控制律设计及试飞技术研究

作者： 袁志鹏   薛源   巩磊   江飞鸿   来源： 飞行力学 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 迎角保护   飞行试验   控制律  

描述： 大型飞机迎角保护控制律设计及试飞技术研究

关于飞机结冰的多重安全边界问题

作者： 桂业伟   周志宏   李颖晖   徐浩军   来源： 航空学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 结冰   边界   结冰防护   结冰气象条件   冰形   多重   飞机  

描述： 边界保护是保障飞机安全性的重要方面,对目前国内外飞机结冰安全边界问题的研究现状及进展进行了综述,对飞机结冰致灾物理链路的影响因素及规律进行了分析,指出目前从飞行力学角度出发的安全边界尚未全面考虑飞机结冰致灾复杂物理现象的相关因素,并提出了飞机结冰多重安全边界的概念,将飞机结冰的安全边界分为气象边界、冰形边界和飞行安全边界。结合相应的物理规律和实际应用,按照飞机结冰导致性能恶化的影响程度、飞行操纵影响程度等对边界又进行了多重属性划分。进一步梳理了多重安全边界研究需解决的主要关键问题,提出了下一步的相关研究方向,可为飞机设计、适航认证、飞行操纵、航路规划、分级优化保护等方面的应用提供支撑和参考。