变体飞行器的气动结构对控制系统的影响

作者： 杨博   窦婧文   曹振   来源： 弹道学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制系统   气动特性   折叠翼   变体飞行器  

描述： 为了研究变体飞行过程中不同的气动结构对控制系统产生的影响,利用多刚体动力学对飞行器各个通道进行建模,通过对变体过程气动参数的研究,探寻变体飞行器不同变形状态的升阻比变化规律,推导了飞行器实现最佳控制品质的控制律。设计了线性二次型控制器,并通过Simulink进行仿真验证,结果表明:计算条件下变体飞行器的最佳升阻比可以改变36%,收敛快速性可以提高128.61%;通过变体,飞行器可以大幅度改变升阻特性,系统稳定性和收敛快速性都得到了很大提高。

基于强化学习的航空零件复合材料缠绕机床运动优化方法

作者： 向单奇   高嵩   杨建中   来源： 机械工程师 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 复合材料缠绕   轨迹优化   强化学习   六轴机床  

描述： 大型结构件自动铺缠是航空工业中重要的自动化工艺,这些结构件中存在曲率较大的加工区域,加工过程中产生的剧烈转角变化降低了实际加工速度,增加了加工时间。文中研究了一种针对六轴铺缠机床的优化方法,目的在于保证较大负载转轴运动平稳的前提下,提高加工效率。在刀具路径已经确定的情况下,依据刀具路径和机床运动性能搭建用于强化学习的简单仿真环境,使用PPO策略决策在不同状态下分配转台轴的运动量,进而规划出相应的机床各轴加工轨迹。选用铺缠路径对两种不同分配冗余轴的策略进行比较,验证效果表明,强化学习规划路径能够在保证实际进给速度的前提下有效降低关节的速度波动。

基于强化学习的航空零件复合材料缠绕机床运动优化方法

作者： 向单奇   高嵩   杨建中   来源： 机械工程师 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 复合材料缠绕   轨迹优化   强化学习   六轴机床  

描述： 大型结构件自动铺缠是航空工业中重要的自动化工艺,这些结构件中存在曲率较大的加工区域,加工过程中产生的剧烈转角变化降低了实际加工速度,增加了加工时间。文中研究了一种针对六轴铺缠机床的优化方法,目的在于保证较大负载转轴运动平稳的前提下,提高加工效率。在刀具路径已经确定的情况下,依据刀具路径和机床运动性能搭建用于强化学习的简单仿真环境,使用PPO策略决策在不同状态下分配转台轴的运动量,进而规划出相应的机床各轴加工轨迹。选用铺缠路径对两种不同分配冗余轴的策略进行比较,验证效果表明,强化学习规划路径能够在保证实际进给速度的前提下有效降低关节的速度波动。

基于自适应遗传算法的客机爬升段轨迹优化

作者： 吕开妮   南英   来源： 计算机仿真 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 轨迹优化   飞行数值仿真   多目标优化   飞机   自适应遗传算法  

描述： 研究民航客机爬升段轨迹优化问题。由于单独节省时间或节省燃油问题,均存在互相影响。为了让客机能够在舒适和省油的前提下尽快爬升到巡航高度,综合考虑了时间和燃料消耗两项优化指标。首先,结合客机爬升阶段的运动方程和性能指标,以及民航飞行规章给出了爬升段轨迹的优化模型;其次,为提高基因的多样性和算法的收敛速度,对自适应遗传算法进行相应改进,使其更适用于客机爬升段轨迹优化;最后,根据民航客机航迹规划要求,给出了具体的优化步骤,并以波音747-200为实例进行爬升段飞行轨迹优化仿真验证。仿真结果表明,改进方法能在满足全部约束条件下最优化性能指标,并能快速收敛,可靠地规划出爬升段最优飞行轨迹。

折叠式变体飞行器轨迹优化及控制分析

作者： 杨博   朱一川   魏延明   樊子辰   来源： 中国空间科学技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 轨迹优化   折叠翼飞行器   高斯伪谱法   姿态控制   高超声速  

描述： 针对临近空间高超声速飞行器存在的问题,设计了一种折叠翼飞行器,可以通过折叠机翼来适应各种飞行状态,保持最优的气动特性。并针对临近空间滑翔式高超声速的特点,采用高斯伪谱法对固定翼飞行器和折叠翼飞行器的轨迹优化,通过将折叠翼飞行器与传统固定翼飞行器在射程能力、规避热流能力方面进行对比,提出了一种综合目标的轨迹优化思想。设计的折叠翼飞行器相比传统固定翼飞行器性能更加优越,更适合临近空间环境,提高了17.67%的航程,减少了热流率峰值的35.72%,并通过控制系统的设计和仿真加以验证,仿真结果表明变体飞行器机动能力相比固定翼飞行器有了显著的提高。

折叠式变体飞行器轨迹优化及控制分析

作者： 杨博   朱一川   魏延明   樊子辰   来源： 中国空间科学技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 轨迹优化   折叠翼飞行器   高斯伪谱法   姿态控制   高超声速  

描述： 针对临近空间高超声速飞行器存在的问题,设计了一种折叠翼飞行器,可以通过折叠机翼来适应各种飞行状态,保持最优的气动特性。并针对临近空间滑翔式高超声速的特点,采用高斯伪谱法对固定翼飞行器和折叠翼飞行器的轨迹优化,通过将折叠翼飞行器与传统固定翼飞行器在射程能力、规避热流能力方面进行对比,提出了一种综合目标的轨迹优化思想。设计的折叠翼飞行器相比传统固定翼飞行器性能更加优越,更适合临近空间环境,提高了17.67%的航程,减少了热流率峰值的35.72%,并通过控制系统的设计和仿真加以验证,仿真结果表明变体飞行器机动能力相比固定翼飞行器有了显著的提高。

民用飞机实验室发动机低温启动试验可行性分析

作者： 马建军   来源： 科技与创新 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 轨迹优化   折叠翼飞行器   高斯伪谱法   姿态控制   高超声速  

描述： 大涵道比发动机在实验室开门时,对在室内展开发动机低温启动/慢车试验的可行性进行了分析。分析了通过管道的排气量与实验室升温速率之间的关系,设计了将发动机内涵和外涵排气分割处理的排气方式,只将内涵排气通过管道排出实验室,减少室外空气的引入量,降低实验室升温速率。针对两种不同管道入口距离对发动机的影响进行了CFD仿真分析。结果表明,排气管道入口在尾椎末端时,对发动机性能影响甚微,实验室可在打开门的情况下,进行发动机启动试验,单次试验时间不超过3.5 min,实验室温度上升不超过5℃。

面向终端区的航空器绿色轨迹优化研究

作者： 任广建   何家兴   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 终端区   绿色运行   轨迹优化   航空运输   碳排放  

描述： 航空运输是我国综合交通领域的重要支柱，其绿色运行的研究对于可持续发展的意义重大。以绿色优化为核心，以减少碳排放为目标，面向终端区对航空器的轨迹进行优化研究，有效减少了碳排放，并得出了有效结论。首先，探索了终端区飞行对于环境的影响，建立了发动机排放模型；其次，基于现有的ADS-B(航空监视设备)数据和航空器A321机型巡航性能，对数据进行分析归纳；最后，建立了划分航段的整数规划模型，研究飞机在航段内的具体情况，结合飞机改变高度、平飞两种状态并对航段区间水平距离长短进行分类讨论，得到航迹排放模型，然后依据模型假设和航行规则建立约束，利用粒子群算法(PSO)进行求解，模型增加了高度层改变约束，优化了飞行状态，减轻了管制负荷，使优化后航迹的碳排放较优化前降低了8.45%。优化前后航迹对比发现，在减少排放的目标下，连续下降的进近策略比梯度下降的策略更加高效。

基于RHC-QPSO的飞机主动防御技术

作者： 王路通   王小平   林秦颖   王哲   苏赛语   来源： 空军工程大学学报(自然科学版) 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 性能指标   主动防御   防御导弹   量子粒子群优化算法   轨迹优化   滚动时域控制  

描述： 提出了一种空战飞机三点共线式主动防御实施策略。首先以战斗机、防御导弹、攻击导弹运动特性为基础,提出了诱导捕获的飞机-防御导弹协同主动防御方法,将空战对抗问题转化为战斗机的轨迹优化问题。其次提出了过程性能指标,并分析了其与传统性能指标(目的性能指标)的不同。最后针对量子粒子群优化算法无法对整个过程进行评价问题,引入滚动时域控制的思想,将过程性能指标作为每一个滚动优化窗口的优化指标,以此来提高算法的实时性,并进行了作战仿真。仿真结果显示过程性能指标迅速收敛至给定数值附近,战斗机等三者控制指令稳定在很小幅度的振荡,主动防御过程得以有效实现,协同思想的正确性,算法。