高速飞行器下压段自适应自抗扰姿态控制方法

1

作者 刘子博 刘晓东 +2 位作者 薛文超 张冉 李惠峰 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期521-533,共13页

针对高速飞行器下压段飞行过程中姿态控制系统面临的强不确定性、强非线性、快时变动态等挑战,提出一种自适应自抗扰姿态控制方法。不同于传统自抗扰姿态控制方法,所提出的方法利用扩展卡尔曼滤波算法进行关键气动参数辨识,进而为扩张... 针对高速飞行器下压段飞行过程中姿态控制系统面临的强不确定性、强非线性、快时变动态等挑战,提出一种自适应自抗扰姿态控制方法。不同于传统自抗扰姿态控制方法,所提出的方法利用扩展卡尔曼滤波算法进行关键气动参数辨识,进而为扩张状态观测器设计及配平舵偏提供更为准确的模型信息,实现自适应前馈控制设计。基于关键气动参数辨识值设计了自适应增广控制及其增益调参方法,进而实现基于舵效在线估计的反馈控制设计。通过在典型高速飞行器下压段飞行任务场景中的仿真分析,验证该方法在气动参数等多种偏差下的强鲁棒性、高精度和自适应能力。 展开更多

关键词 高速飞行器 姿态控制 参数辨识 自抗扰控制 扩展卡尔曼滤波 自适应增广控制

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高速路况下智能网联汽车单车道自动驾驶控制及仿真研究

2

作者 赵有金 姜武华 《安阳师范学院学报》 2024年第5期10-14,共5页

为有效避免高速路况车辆因人为误操作导致的交通事故,提出了一种智能网联汽车自动驾驶控制模型。在PATH差距模型的基础上,考虑道路信息,提出了改进的车间距模型。采用预瞄曲率跟随模型,对高速路况下智能网联汽车单车道自动驾驶实施控制... 为有效避免高速路况车辆因人为误操作导致的交通事故,提出了一种智能网联汽车自动驾驶控制模型。在PATH差距模型的基础上,考虑道路信息,提出了改进的车间距模型。采用预瞄曲率跟随模型,对高速路况下智能网联汽车单车道自动驾驶实施控制,并通过PreScan和MATLAB/Simulink进行联合仿真。结果表明,根据车距自适应确定车距增益实现了智能网联汽车的协同,车队可以在14 s的时间内达到预定车速,同时车速波动在1.2%以内,提高了车辆行驶的安全性和舒适性。 展开更多

关键词 车间距模型 预瞄曲率跟随 智能网联汽车 自动驾驶 高速单车道

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高速飞行器新型半主动冷却装置温控机理分析

3

作者 郭庆阳 马锐 李世斌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期29-36,共8页

针对先进飞行器特殊舱段高温构件的热控难题,提出一种新的半主动温控原理,基于该原理设计了一种新型半主动冷却装置,并对其进行了试验研究,分析并对比了不同工况下新型半主动冷却装置的换热性能及温控机理。结果表明,新型半主动冷却装... 针对先进飞行器特殊舱段高温构件的热控难题,提出一种新的半主动温控原理,基于该原理设计了一种新型半主动冷却装置,并对其进行了试验研究,分析并对比了不同工况下新型半主动冷却装置的换热性能及温控机理。结果表明,新型半主动冷却装置的热控性能明显更为优异,尤其是充装100%浸润气凝胶的半主动冷却装置,3000 s时刻热端温度为272℃,比被动式换热工况下的温度低102℃,峰值效率最高达到68%;冷却装置出口压力越大,冷却工质到达沸点的时间也越长;填充浸润气凝胶能够有效延长冷却工质从吸热到蒸干的时长,质量较其他填充方式也更小。 展开更多

关键词 高速飞行器 热防护技术 半主动冷却 温控机理

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高速飞行器中空翼结构高温热振动特性试验研究 被引量：28

4

作者 吴大方 赵寿根 +4 位作者 潘兵 王岳武 王杰 牟朦 朱林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期598-605,共8页

远程高速飞行器飞行速度快,滞空时间长,飞行过程中翼、舵等结构会出现长时间的剧烈振动,由气动加热产生的高温还会使飞行器材料和结构的弹性性能发生变化,从而引起翼、舵等结构振动特性的改变.因此获得高温与振动复合环境下的远程高速... 远程高速飞行器飞行速度快,滞空时间长,飞行过程中翼、舵等结构会出现长时间的剧烈振动,由气动加热产生的高温还会使飞行器材料和结构的弹性性能发生变化,从而引起翼、舵等结构振动特性的改变.因此获得高温与振动复合环境下的远程高速飞行器翼、舵等结构的振动特性参数对于高速飞行器的安全设计具有非常重要的意义.将高温热环境试验系统与振动试验系统相结合,在对中空翼面结构进行振动激励的同时使用红外辐射加热方式对翼面结构生成可控的热环境,并通过自行设计的耐高温引伸装置将中空翼结构的振动信号传递到非高温区进行数据采集与分析的方式,实现了高达800 C～900 C的力热复合环境下的翼结构固有频率、模态等振动特性参数的试验测试,其试验结果为远程高速飞行器中空翼结构在高温振动环境下的动特性分析和安全可靠性设计提供了重要依据. 展开更多

关键词 振动特性 高速飞行器 热试验 翼结构

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高速飞行器壁板颤振的分析模型和分析方法 被引量：29

5

作者 杨智春 夏巍 孙浩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期537-542,共6页

壁板颤振是壁板结构在高速气流中产生的一种自激振动,在超声速和高超声速飞行器上特别容易发生这种现象。壁板颤振引发的非线性振动将对高速飞行器结构的疲劳强度、飞行性能和飞行安全带来不利的影响。随着高速飞行器设计中各项研究工... 壁板颤振是壁板结构在高速气流中产生的一种自激振动,在超声速和高超声速飞行器上特别容易发生这种现象。壁板颤振引发的非线性振动将对高速飞行器结构的疲劳强度、飞行性能和飞行安全带来不利的影响。随着高速飞行器设计中各项研究工作的开展,壁板颤振问题受到了到越来越多的重视。本文阐述了目前国内外学者在高速飞行器壁板颤振分析领域的研究现状及壁板颤振研究中常用的六种分析模型,并根据壁板颤振分析中使用的结构理论和气动力理论,详述了这种分类的依据。文中还介绍了温度、气流偏角、壁板几何尺寸及边界条件对壁板颤振的影响规律和目前常用于分析壁板颤振问题的频域和时域方法,总结了各种分析方法的优缺点。最后归纳了目前在高速飞行器壁板颤振研究中得出的几个重要结论,提出了今后在高速飞行器壁板颤振研究中需要解决的若干问题。 展开更多

关键词 高速飞行器 壁板颤振 热效应

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高速客车轮对动力学性能的比较 被引量：30

6

作者 肖广文 肖新标 +1 位作者 温泽峰 金学松 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期29-35,共7页

为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了... 为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。 展开更多

关键词 高速客车 车轮踏面 轮对内侧距 动力学 车辆/轨道耦合动力学

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临近空间高超声速武器防御及关键技术研究 被引量：29

7

作者 戴静 程建 郭锐 《装备指挥技术学院学报》 2010年第3期58-61,共4页

临近空间高超声速武器是未来临近空间武器系统的重要组成部分,为了应对临近空间高超声速目标的威胁,必须发展和建立新型的武器防御系统。分析了临近空间防御系统的目标特性,研究了临近空间超高速飞行器的防御难点,提出了临近空间防御武... 临近空间高超声速武器是未来临近空间武器系统的重要组成部分,为了应对临近空间高超声速目标的威胁,必须发展和建立新型的武器防御系统。分析了临近空间防御系统的目标特性,研究了临近空间超高速飞行器的防御难点,提出了临近空间防御武器设想以及实现途径和关键技术,对发展临近空间超高速武器防御体系具有借鉴和指导意义。 展开更多

关键词 临近空间 防御系统 高超声速飞行器

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轨道交通科技发展的方向与任务 被引量：10

8

作者 贾利民 秦勇 王莉 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期25-31,共7页

分析总结了轨道交通系统领域面临的国家战略需求和行业发展需求,以及国内外该领域技术产业发展趋势.以此为基础,总结了我国轨道交通系统未来发展需解决的重大科学问题和需攻克的关键技术瓶颈,而后提出了相应的解决途径与科技创新总体目... 分析总结了轨道交通系统领域面临的国家战略需求和行业发展需求,以及国内外该领域技术产业发展趋势.以此为基础,总结了我国轨道交通系统未来发展需解决的重大科学问题和需攻克的关键技术瓶颈,而后提出了相应的解决途径与科技创新总体目标、重点任务,为我国轨道交通系统科技未来发展指出了方向. 展开更多

关键词 轨道交通 高速铁路 城市轨道交通 磁浮交通 安全保障 空天车地一体化 发展战略

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基于改进PSO的临空高速飞行器协同跟踪优化 被引量：4

9

作者 范成礼 付强 邢清华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期476-481,共6页

临空高速飞行器具有飞行空域大、速度快等特点。针对临空高速飞行器协同跟踪面临分配资源要素众多、协同关系复杂等问题,在构建了面向临空高速飞行器的多传感器协同跟踪优化模型的基础上,通过改进粒子群优化算法的速度及位置更新方式,... 临空高速飞行器具有飞行空域大、速度快等特点。针对临空高速飞行器协同跟踪面临分配资源要素众多、协同关系复杂等问题,在构建了面向临空高速飞行器的多传感器协同跟踪优化模型的基础上,通过改进粒子群优化算法的速度及位置更新方式,提出了结合置信算子及排斥算子的粒子群优化(confidence operator and repulsion operator particle swarm optimization,CORO-PSO)算法。仿真实验验证了所提算法能够满足临空高速飞行器协同跟踪对精确性及实时性的高要求,对临空高速飞行器探测跟踪系统的发展提供了一定的方法支撑。 展开更多

关键词 临空高速飞行器 多传感器协同 跟踪优化 改进粒子群优化算法

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基于高效数值方法的高速飞行器气动力热特性快速预测研究 被引量：2

10

作者 王荣 张学军 纪楚群 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期530-535,共6页

结合空间推进数值模拟方法和流线追踪法发展了气动力、热快速预测技术。针对高速飞行器的算例研究表明,相对常规时间推进方法,基于空间推进法的气动快速预测方法计算效率提高了一个量级,而两者气动力计算精度相当,相对实验热流预测误差... 结合空间推进数值模拟方法和流线追踪法发展了气动力、热快速预测技术。针对高速飞行器的算例研究表明,相对常规时间推进方法,基于空间推进法的气动快速预测方法计算效率提高了一个量级,而两者气动力计算精度相当,相对实验热流预测误差在20%以内。所发展的技术为适应气动外形快速选型和优化设计需求提供了有效的方法。 展开更多

关键词 空间推进 流线追踪 高速飞行器

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高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统 被引量：27

11

作者 吴大方 房元鹏 张敏 《航空计测技术》 2003年第1期9-11,14,共4页

为得到高速飞行器表面各部分的热应力、应变、结构膨胀量等高温力学性能参数 ,须建立高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统。针对高速飞行器气动模拟试验瞬态热控过程所具有的变化复杂、高度非线性、瞬变、强耦合的特点 ,将模糊控制方法应... 为得到高速飞行器表面各部分的热应力、应变、结构膨胀量等高温力学性能参数 ,须建立高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统。针对高速飞行器气动模拟试验瞬态热控过程所具有的变化复杂、高度非线性、瞬变、强耦合的特点 ,将模糊控制方法应用于瞬态气动热模拟控制系统。该系统能够按照高速飞行器飞行过程中表面热流和温度的瞬态连续变化对气动模拟加热过程实施快速。 展开更多

关键词 高速飞行器 气动加热 瞬态 模糊控制

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一种适用于高速拦截的滑模末制导律 被引量：3

12

作者 张子健 徐敏 《科学技术与工程》 2007年第12期2911-2915,共5页

实际导弹系统存在一系列的参数不确定性及外部扰动,而利用滑模变结构系统具有的抗干扰和抗参数摄动特性,可以设计出对干扰具有很好鲁棒性的滑模制导律(SMG)。但目前广泛采用的基于零化视线角率的滑模制导律在用于高速(高超声速)拦截情况... 实际导弹系统存在一系列的参数不确定性及外部扰动,而利用滑模变结构系统具有的抗干扰和抗参数摄动特性,可以设计出对干扰具有很好鲁棒性的滑模制导律(SMG)。但目前广泛采用的基于零化视线角率的滑模制导律在用于高速(高超声速)拦截情况时,由于相对速度大,视线角率在零点振荡剧烈,很容易导致系统的发散。针对这一问题,(西北工业大学航天学院)设计了一种新型滑模制导律,其并不要求时时将视线角率控制为零,而是随着弹目标距离的减小,自动适当地放宽对视线角率的约束,从而有效缓解了传统滑模制导带来的强振荡问题。最后通过某高超声速拦截导弹的六自由度拦截仿真来说明这种滑模制导律的性能。与传统滑模制导律相比,在高速拦截时,其制导指令的振荡问题得到明显缓解,同时还保留了滑模系统的鲁棒特性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 滑模制导 高速拦截 鲁棒性

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飞行器内部信息交互无缆化需求分析和体系构想 被引量：3

13

作者 张翠平 卢宁宁 张海鹏 《无线电工程》 2017年第8期9-13,共5页

传统的无人/载人航天器、航空器主要通过数据总线完成内部信息交互。但这种有缆通信方式不仅增加了航天器的体积和重量,而且降低了系统的安全性和灵活性,不便于设备的快速组装与集成测试。提出了一种适于飞行器内部信息交互的无缆化通... 传统的无人/载人航天器、航空器主要通过数据总线完成内部信息交互。但这种有缆通信方式不仅增加了航天器的体积和重量,而且降低了系统的安全性和灵活性,不便于设备的快速组装与集成测试。提出了一种适于飞行器内部信息交互的无缆化通信方式,通过归纳对比国内外典型技术方案,针对狭小、紧凑封闭空间中的信道特征以及复杂电磁环境的特点,分析了飞行器内无缆信息交互的技术挑战和研究需求,最终形成包括总体架构构想及组网、接入和传输关键技术在内的研究思路,为我国航空航天无缆化通信提供参考。 展开更多

关键词 飞行器内部 无缆化 数据总线 弹性组网 高速通信 混合接入

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单元素、单体量的力度表达 新城控股·MOC芯城汇展示中心项目访谈 被引量：1

14

作者 丁晓莉 丁甲宇 《时代建筑》 2018年第1期156-161,共6页

文章以新城控股·MOC芯城汇展示中心为案例,通过与建筑师、业主的对话形式,从寓意表达、矛盾碰撞等角度,用更丰富的细节来呈现一个项目的创作历程,传递作品背后的价值取向。

关键词 精神载体 灵动 公共空间 曲面杆件 高铁沿线

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高速飞行器外热流模拟试验装置研究

15

作者 杨祺 汪洋 +2 位作者 张文瑞 于锟锟 刘宁 《真空与低温》 2016年第1期39-41,共3页

介绍了气动热模拟的常规试验方法,针对某高速飞行器使用环境条件,设计并搭建了一套基于高频感应加热的高速飞行器外热流模拟试验装置,并通过试验验证表明,该装置能有效模拟飞行器在气动加热条件下的外表面温度及温升状态,并通过温度控... 介绍了气动热模拟的常规试验方法,针对某高速飞行器使用环境条件,设计并搭建了一套基于高频感应加热的高速飞行器外热流模拟试验装置,并通过试验验证表明,该装置能有效模拟飞行器在气动加热条件下的外表面温度及温升状态,并通过温度控制器将温度控制在要求的范围内。 展开更多

关键词 高速飞行器 气动加热 模拟 高频加热

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基于传输矩阵法的等离子体鞘套传输特性分析 被引量：5

16

作者 孙欣 刘亚南 +2 位作者 刘毅敏 王先义 王健 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期194-200,共7页

引入分层模型传输矩阵法,分析高速临近空间飞行器等离子体鞘套传输特性.通过对典型飞行器模型进行纳维-斯托克斯方程组数值求解,仿真了等离子体鞘套的流场电子密度分布,分析了电磁波在等离子体鞘套内传输时的衰减常数,给出信号传输的反... 引入分层模型传输矩阵法,分析高速临近空间飞行器等离子体鞘套传输特性.通过对典型飞行器模型进行纳维-斯托克斯方程组数值求解,仿真了等离子体鞘套的流场电子密度分布,分析了电磁波在等离子体鞘套内传输时的衰减常数,给出信号传输的反射系数和透射系数.基于传输矩阵法的仿真结果与理论分析结果和时域有限差分法仿真分析结果有良好的一致性,同时,该方法有效降低了计算复杂度,适用于任意电子密度分布和厚度的等离子体鞘套传输特性的数值求解. 展开更多

关键词 临近空间 高速飞行器 等离子体鞘套 传输矩阵法 传输特性分析推导

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高速飞行器大型地面低气压环境热试验技术 被引量：5

17

作者 罗俊清 刘永清 +2 位作者 胡由宏 郑毅 尹晓峰 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期121-126,共6页

临近空间高速飞行器飞行过程中,在低气压环境下将经受非常高的气动热载荷。对低气压环境下防隔热结构的传热特性影响因素进行了梳理,说明了气压环境对临近空间飞行器的防隔热性能的影响。为准确模拟飞行器在热载荷作用下的温度分布,建... 临近空间高速飞行器飞行过程中,在低气压环境下将经受非常高的气动热载荷。对低气压环境下防隔热结构的传热特性影响因素进行了梳理,说明了气压环境对临近空间飞行器的防隔热性能的影响。为准确模拟飞行器在热载荷作用下的温度分布,建立了大型地面低气压环境热试验系统,提出了一套低气压环境热试验方法,解决了气压环境下大面积高热流长时间加热的问题,并成功应用于临近空间高速飞行器大型地面低气压环境热试验。 展开更多

关键词 临近空间 高速飞行器 低气压环境 热试验

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TBCC飞行器发动机尺寸选型及爬升策略设计 被引量：5

18

作者 李乐 姜光泰 +1 位作者 褚显应 王健 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期17-26,共10页

针对临近空间高速飞行器爬升航迹问题,提出了一种涡轮冲压组合发动机尺寸选型的依据和一种固体火箭助推器辅助加速的爬升策略。以本文设计的一型临近空间高速飞行器为原型,基于hp自适应Radau伪谱法开展爬升航迹优化研究,将最优控制问题... 针对临近空间高速飞行器爬升航迹问题,提出了一种涡轮冲压组合发动机尺寸选型的依据和一种固体火箭助推器辅助加速的爬升策略。以本文设计的一型临近空间高速飞行器为原型,基于hp自适应Radau伪谱法开展爬升航迹优化研究,将最优控制问题转化为非线性规划问题,以爬升消耗燃料质量最小为目标,利用序列二次规划算法求解最优航迹。在此基础上,分析了涡轮冲压组合发动机尺寸选型和采用固体火箭助推器加速爬升策略对爬升航迹和巡航航程的影响。结果表明,选取合理的发动机尺寸和助推器辅助爬升策略,均可有效减少飞行器爬升消耗燃料质量,提升巡航航程。 展开更多

关键词 临近空间高速飞行器 TBCC动力系统尺寸选型 爬升段策略 Radau伪谱法

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一种高速可变形飞行器智能变形决策方法 被引量：2

19

作者 张远 黄万伟 +1 位作者 聂莹 路坤锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1665-1675,共11页

针对一类高速可变形飞行器(HMFV)的变形决策问题,提出一种基于深度确定性策略算法(DDPG)下考虑综合性能指标最优的智能变形决策方法。首先,以一类后掠角可连续变化的高速飞行器为研究对象,给出变形飞行器动力学模型,分析模型特性及变形... 针对一类高速可变形飞行器(HMFV)的变形决策问题,提出一种基于深度确定性策略算法(DDPG)下考虑综合性能指标最优的智能变形决策方法。首先,以一类后掠角可连续变化的高速飞行器为研究对象,给出变形飞行器动力学模型,分析模型特性及变形量与关键气动参数之间的定性关系。其次,基于关键气动数据特征分析,考虑包含气动性能、控制误差在内的综合性能指标,设计一种基于DDPG算法的智能变形决策方案。再者,针对带有标称控制器的HMFV进行变形决策训练,实时获得滑翔过程中不同飞行状态下的最优构型。最后,仿真结果表明所设计的智能变形决策算法收敛效果好,且具备较好的泛化性能。相比于固定外形,可通过变形使得在不同状态下的升阻比保持最优,且与考虑单一决策指标相比,考虑综合指标最优的变形决策可进一步缩小姿态动态跟踪误差。 展开更多

关键词 高速可变形飞行器(HMFV) 智能变形决策 强化学习 深度确定性策略(DDPG)

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基于动力学分析的高速铁路空间线型振动敏感点分析 被引量：1

20

作者 刘阳光 易思蓉 许健雄 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第1期61-64,共4页

随着高速铁路建设和运营技术的不断发展,作为构造物中心线和列车运行轨迹的线路空间曲线线型在铁路系统中越来越受到重视,空间曲线变化点对列车运行动力特性的影响也成为关注重点。为完善高速铁路线路设计理论提供相关依据,以多体系统... 随着高速铁路建设和运营技术的不断发展,作为构造物中心线和列车运行轨迹的线路空间曲线线型在铁路系统中越来越受到重视,空间曲线变化点对列车运行动力特性的影响也成为关注重点。为完善高速铁路线路设计理论提供相关依据,以多体系统动力学理论和行驶动力学理论为基础,运用SIMPACK软件建立车-线耦合动力学模型,模拟高速列车在不同工况下的曲线运行状态;分析模型仿真结果,对车体经过缓直点产生的振动的衰减时间进行统计并计算得出相应的振动衰减距离。结果表明:缓直点引起的车体振动衰减距离主要取决于车体横向振动衰减,且随实设超高增大而增大,与曲线半径关系不明显;线路相邻的两平面曲线以及相邻平面曲线与竖曲线之间的最小距离不应小于100 m,条件较好的情况下不宜小于230 m。 展开更多

关键词 高速铁路 空间线型 车-线耦合 振动衰减 SIMPACK

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