基于智能优化算法的航空器试飞效率提升

作者： 任祺   来源： 中国科技信息 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 智能优化算法   效率提升  

描述： 随着ARJ21支线客机、C919国产大飞机的相继问世，我国国产大飞机产业正呈现出井喷的态势。为了尽早实现飞机适航取证的相关科目要求，往往采取多机同时试飞的方式。导致了地面停机拥挤程度增加，地面保障人员工作负荷逐步加重，运输效率低下，航班延误概率增加等一系列问题。针对以上问题，本文借助智能优化算法，以典型机场地面设施为研究对象，建立机场格栅环境图，基于航空器的GPS数据特征点，借助智能优化算法对航空器机场地面路径规划进行研究，首先探究了只采用蚁群算法时规划出正确路径的时间与步长，接着分析Q-learning算法单独作用下对路径规划效果的影响，最后将蚁群算法的信息素概念与强化学习算法的Q-learning相结合，验证两种算法结合时对路径规划性能的改善情况。

航空发动机分数阶PID控制器的参数自整定方法

作者： 李永歌   张潇   许勇   来源： 动力学与控制学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： RBF网络   分数阶PID   航空发动机推力控制   智能优化算法  

描述： 控制器作为航空发动机的大脑，是保障发动机正常运行的核心部件，随着对发动机控制器精度和时效性的要求越来越高，传统PID控制器的性能亟需进一步提升.本文提出了改进的分数阶PID离线和在线参数整定方法，应用于涡扇发动机推力的控制中.首先，利用Caputo分数阶微积分定义建立分数阶PID模型，实现时域上的数值计算；其次，基于对数正态分布提出了改进的布谷鸟算法，实现了分数阶PID离线参数整定；然后，结合RBF网络设计参数线上整定方法，解决了参数在线整定问题；最后将相关理论应用于发动机推力的控制中，结果表明，相比其他几种优化算法，改进的布谷鸟优化算法对分数阶PID控制参数整定效果最好；利用RBF神经网络对分数阶PID进行在线整定时控制效果稳定，且分数阶PID的控制效果优于传统的PID控制，能提高对推力的控制能力.

“航空发动机控制设计中的数值计算原理与实践”课程教学探索

作者： 潘慕绚   来源： 教育教学论坛 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 思维导图   发散式思维   航空发动机控制   教学探索   数值计算  

描述： “航空发动机控制设计中的数值计算原理与实践”课程教学探索

基于非线性模型预测的航空发动机性能寻优控制

作者： 郑前钢   金崇文   项德威   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机控制   性能寻优控制   机载模型   非线性模型预测控制   复合推进系统动态模型  

描述： 提出一种基于非线性模型预测的航空发动机性能寻优控制方法，以提升性能寻优控制的响应速度。基于风扇进口温度插值的复合推进系统动态模型建模方法建立全包线机载预测模型，以实时估计发动机性能参数及有限时域内的未来输出；基于非线性模型预测控制方法，将最大推力模式、最小油耗模式、最低涡轮温度模式3种性能寻优控制模式转化为实时动态性能寻优问题，并设计相应实时控制的性能指标，提升发动机响应速度。仿真结果表明：相比于传统方法，所提出方法建立的机载模型在3种性能寻优控制模式下有较好的控制效果且响应速度提升0.5～5 s，在高空巡航工作点，最大推力模式下推力提高19.8%，最小耗油模式下耗油率下降3.12%，最低涡轮前温度模式下涡轮前温度下降17 K，验证了控制方法的有效性。

一种高超声速滑翔再入在线轨迹规划算法

作者： 李俊   江振宇   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   对数速度   再入轨迹规划   割平面法   凸优化  

描述： 建立了高超声速滑翔再入轨迹规划问题的一种在线求解方法。该方法以一列凸子问题来逼近原问题。通过选择以弧长为自变量并引入对数速度代替速度作为状态，使得动力学方程的非线性大为减弱，同时使动压和热流约束完全成为线性约束。通过使用类似于混合整数规划中割平面的思想处理禁飞区约束，尽可能避免了不必要的计算。通过直接以气动系数和大气密度的乘积作为控制量，构造伪线性控制模型，进一步减弱非线性。非凸约束被适当松弛，以保证子问题的可行性。为了避免过度松弛，利用离线给定的高度和速度上下边界估计对应的参数，以加速收敛。最后以x33再入任务为例验证了方法的有效性。该方法可以以简单的常值函数为初值并在数次迭代后收敛。

电动飞机大功率泵阀协调作动优化控制仿真

作者： 郭创   姚斌   郑晓飞   王云鹏   来源： 计算机仿真 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑模变结构控制   最优控制   泵阀协调作动系统   模糊控制   反馈线性化  

描述： 为一个线性子系统和非线性部分。其次,在保证系统零动态稳定性的前提下,对线性模型设计了滑模变结构控制器,为了提高滑动模态的动态品质,并削弱滑模控制的输出抖振,结合最优控制与模糊控制理论,分别对控制器的切换

带有引诱角色的多飞行器协同最优制导方法

作者： 王少博   郭杨   王仕成   刘志国   张帅   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   拦截角   协同制导   引诱角色   显式   多飞行器  

描述： 带有引诱角色的多飞行器协同最优制导方法

基于航空维修的标准件螺栓智能检测系统设计

作者： 刘嘉   向锦武   张颖   甄冲   来源： 动力学与控制学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   驾驶员模型   保速度   操纵策略   着舰   保角  

描述： 为提高舰载机在不同返航着舰重量下的着舰精度,对飞行员着舰操纵策略进行了研究.首先对着舰操纵基准状态进行了探讨.研究表明,为避免满载返航失速,应以最大着舰重量状态作为操纵基准状态.而后采用人机闭环着舰仿真,对"保持迎角不变"和"保持速度不变"操纵策略进行了对比研究(简称"保角"和"保速度"策略).结果表明,不同着舰重量下,"保角"策略相对表现更好,"保速度"策略着舰点"发散","保角"策略着舰点相对"集中".在算例中,"保角"策略着舰点集中在-1.8~9.4m之间,而"保速度"策略着舰点集中在7.2~17m之间.此外对两种策略着舰差异产生原因进行分析,结果表明,"保角"策略首先针对不同着舰重量,采用了恒定的基准姿态角;其次"保角"策略不仅通过跟踪下滑光束保持了轨迹角,减小了高度误差,而且通过保持基准迎角不变减小姿态角误差、进而减小了尾钩误差,因此在不同着舰重量下,"保角"策略着舰精度更为稳定.但这一结论仍需在实际飞行中进一步验证.

风影响下航空器多目标最优控制航迹优化方法

作者： 常哲宁   胡明华   张颖   杨磊   邹润原   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   基于航迹运行   空中交通管理   非线性规划   多目标优化   航迹优化  

描述： 风影响下的四维航迹优化问题约束复杂，多目标四维航迹优化模型难以求解。为此，基于最优控制方法研究固定水平航路下考虑风影响的航迹垂直剖面多目标优化问题的建模和求解。首先，以飞行时间和飞行油耗最小化为双目

改进多段高斯伪谱法的近空间可变翼飞行器小翼伸缩优化研究

作者： 徐文萤   江驹   甄子洋   万月丰   来源： 哈尔滨工程大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   非线性规划   近空间飞行器   目标优化   多段轨迹优化   可变翼飞行器   高斯伪谱法   小翼伸缩  

描述： 针对Gauss伪谱法在处理近空间可变翼飞行器最省燃油轨迹优化与可变小翼伸缩状态的最优关系等问题时存在计算量大、计算效率低下、优化精度低等缺陷。本文提出一种改进的多段整合优化的高斯伪谱法(Multistage Gauss Pseudospectral Method, MGPM) 的求解策略。在考虑到本文研究对象带有可伸缩小翼的特殊性及飞行过程中声速、密度、地球引力及发动机推力变化等因素的影响，首先对爬升模态进行合理分段，而后建立多段优化模型，最后应用本文所提的改进方法进行了整体优化仿真试验。通过数值仿真得到整个爬升各子段的最少耗油爬升轨迹及小翼伸缩状态，仿真结果表明，改进后的优化方法，在计算时长和优化精度等整体性能上得到了进一步的提升。