基于卷积神经网络的无人作战飞机飞行轨迹实时预测 被引量：21

1

作者 张宏鹏 黄长强 +1 位作者 唐上钦 轩永波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1894-1903,共10页

飞行轨迹预测是空战技术的一部分,预测方结合轨迹预测结果可以选择出更有预见性的机动。为快速、准确地获得无人作战飞机在未来时刻的位置,提出了基于卷积神经网络的飞行轨迹预测方法。原始动力学模型不能正确仿真滚转角有偏差的筋斗机... 飞行轨迹预测是空战技术的一部分,预测方结合轨迹预测结果可以选择出更有预见性的机动。为快速、准确地获得无人作战飞机在未来时刻的位置,提出了基于卷积神经网络的飞行轨迹预测方法。原始动力学模型不能正确仿真滚转角有偏差的筋斗机动,采取限制角速度的方式对该模型进行改进;使用改进后的模型在不同条件下进行飞行仿真,得到大量轨迹样本;训练并测试具有不同层数和卷积核数的网络,从中找出预测误差最小的网络;对比卷积神经网络与长短时记忆网络、循环神经网络、全连接网络的运算速度和误差,结果表明:卷积神经网络预测方法在没有增加运算用时情况下,0.25 s后的平均预测误差在x轴方向约为4.2 m,y轴方向约为8.0 m,z轴方向约为19.5 m,且误差均小于其他3种方法。 展开更多

关键词 无人作战飞机 飞行轨迹预测 卷积神经网络 循环神经网络 动力学模型 飞行仿真

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倾转旋翼飞行器的建模和操纵分配策略 被引量：20

2

作者 夏青元 徐锦法 金开保 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2016-2028,共13页

针对倾转旋翼飞行器试飞样机建立了旋翼、机翼、短舱、机身、平尾、垂尾等部件的非线性气动模型和飞行动力学模型,研究了直升机模式、倾转过渡模式和飞机模式下的操纵特性,根据配平分析和小扰动线性化处理结果得到了不同飞行模式下的操... 针对倾转旋翼飞行器试飞样机建立了旋翼、机翼、短舱、机身、平尾、垂尾等部件的非线性气动模型和飞行动力学模型,研究了直升机模式、倾转过渡模式和飞机模式下的操纵特性,根据配平分析和小扰动线性化处理结果得到了不同飞行模式下的操纵效率,提出了一套适用于全飞行模式的操纵分配策略,解决了飞行控制随飞行模式变化出现的气动结构部件变化与操纵冗余的难题.利用所提出的操纵分配策略可使飞行控制器统一设计,无需按不同飞行模式设计不同控制律,有效降低了飞行控制器的设计难度.仿真验证了倾转旋翼飞行器飞行动力学模型的可信性和操纵分配策略的有效性. 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 气动模型 飞行力学模型 操纵策略 飞行控制 仿真验证 操纵导数

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倾转旋翼飞行器飞行力学模型研究 被引量：13

3

作者 宋彦国 王焕瑾 +1 位作者 沙虹伟 徐敏 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期192-196,共5页

对倾转旋翼飞行器飞行力学模型的建立进行了理论研究。其中旋翼的气动模型,使用了非定常叶素理论,而对于机翼、尾翼和机身的气动力计算则采用了成熟的升力线理论模型。对于气动干扰的问题,则主要是考虑了机翼与旋翼的气动干扰。最后对... 对倾转旋翼飞行器飞行力学模型的建立进行了理论研究。其中旋翼的气动模型,使用了非定常叶素理论,而对于机翼、尾翼和机身的气动力计算则采用了成熟的升力线理论模型。对于气动干扰的问题,则主要是考虑了机翼与旋翼的气动干扰。最后对算例飞行器不同模式下的飞行状态进行了飞行特性计算,验证了所建模型的合理性。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 飞行力学模型 叶素理论 气动干扰

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倾转旋翼机飞行力学特性 被引量：15

4

作者 沙虹伟 陈仁良 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期749-754,共6页

总结和分析了旋翼、机翼、机身、短舱和尾翼气动力模型和操纵机构特点,其中旋翼气动力模型以准定常叶素理论为基础,机翼和尾翼气动力模型以升力线理论为基础,并分析了旋翼尾流对机翼气动力气动干扰问题;建立了全量非线性倾转旋翼机飞行... 总结和分析了旋翼、机翼、机身、短舱和尾翼气动力模型和操纵机构特点,其中旋翼气动力模型以准定常叶素理论为基础,机翼和尾翼气动力模型以升力线理论为基础,并分析了旋翼尾流对机翼气动力气动干扰问题;建立了全量非线性倾转旋翼机飞行力学模型;以XV-15为样机,对倾转旋翼机在不同飞行模式和飞行速度下飞行力学特性展开了详细研究,得到的结论有助于深入了解倾转旋翼机飞行力学特性,也可用于倾转旋翼机飞行控制系统设计. 展开更多

关键词 倾转旋翼机 气动干扰 配平 序列规化算法SQP(sequential QUADRATIC programming) 飞行力学

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基于最小二乘与自适应免疫遗传算法的小型无人直升机系统辨识 被引量：10

5

作者 杜玉虎 房建成 +1 位作者 盛蔚 雷旭升 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期72-77,共6页

针对小型无人直升机小稳定、强耦合、非线性的特点,建立了小型无人直升机悬停状态下行动力学模型.设计了一种基于最小乘与自适应免疫遗传算法(LS-AIGA)的辨识算法,根据辨识实验的需要研制了机载微小型导航、制导与控制系统(MGNC).利用... 针对小型无人直升机小稳定、强耦合、非线性的特点,建立了小型无人直升机悬停状态下行动力学模型.设计了一种基于最小乘与自适应免疫遗传算法(LS-AIGA)的辨识算法,根据辨识实验的需要研制了机载微小型导航、制导与控制系统(MGNC).利用飞行实验数据,根据本文的辨识算法,对所建立模型中未知参数进行了辨识.最后对得到的模型进行了验证与分析,结果表明模型辨识数据与真实飞行实验数据匹配较好,所建立模型能够反映小型无人直升机动力学特性. 展开更多

关键词 无人直升机 飞行动力学模型 系统辨识 最小二乘 自适应免疫遗传算法

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六旋翼无人机的飞行力学建模研究 被引量：9

6

作者 辛冀 董圣华 +1 位作者 刘毅 陈仁良 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2016年第6期10-14,共5页

为开展六旋翼无人机的全机飞行力学建模研究,针对六旋翼无人机的前飞和非定常飞行要求,引入了动量叶素理论和动态入流理论对旋翼气动力进行分析。根据无人机的变转速控制方式,增加了旋翼转速变化对机身运动的影响项,推导了使六旋翼总需... 为开展六旋翼无人机的全机飞行力学建模研究,针对六旋翼无人机的前飞和非定常飞行要求,引入了动量叶素理论和动态入流理论对旋翼气动力进行分析。根据无人机的变转速控制方式,增加了旋翼转速变化对机身运动的影响项,推导了使六旋翼总需用功率最小的拉力分配优化方法,建立了六旋翼无人机的飞行力学模型。气动力计算结果表明,新建立的旋翼气动力计算方法精度高于现有的比例系数法。 展开更多

关键词 六旋翼 无人机 飞行力学模型 飞行模态

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飞行目标航迹生成及冲突探测算法研究 被引量：8

7

作者 翟文鹏 李亚飞 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期110-113,共4页

为解决自由飞行中的飞行安全问题,首先,在三维直角坐标系,分析飞机飞行过程受力情况,建立基于管制员视角的飞机在受到气象风影响下的运动学模型。根据基础飞行数据(BADA)数据库数据,利用定步长龙哥库塔方法求解航迹。在求得2架飞机飞行... 为解决自由飞行中的飞行安全问题,首先,在三维直角坐标系,分析飞机飞行过程受力情况,建立基于管制员视角的飞机在受到气象风影响下的运动学模型。根据基础飞行数据(BADA)数据库数据,利用定步长龙哥库塔方法求解航迹。在求得2架飞机飞行航迹后,建立2架飞机在三维空间内相对运动距离同时小于最小水平和垂直安全距离的碰撞风险概率算法,并做相应计算。最后,通过Matlab对某一算例进行计算。仿真结果表明,提出的模型和算法能够反映2架飞机在不同飞行过程和气象条件下的碰撞风险概率,模型的合理性被验证。 展开更多

关键词 自由飞行 基础飞行数据(BADA) 飞行动态模型 航迹生成 冲突检测 碰撞风险评估

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复合式高速无人直升机飞行力学建模及操纵策略研究

8

作者 杨洋 黄维宁 +2 位作者 杨永文 徐亮 李华松 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2481-2489,共9页

双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,... 双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,机身模型采用风洞实验数据,然后,建立该直升机的非线性飞行动力学模型。针对操纵冗余问题,提出一种操纵策略,以权重系数来分配操纵通道,通过添加平均螺距杆纵向通道,由螺旋桨平均螺距控制前飞速度。在此基础上进行配平,实现了各个杆操纵量在3个模式间的光滑过渡,从而验证了操纵策略的合理性。 展开更多

关键词 双螺旋桨复合式高速无人直升机 操纵冗余 飞行动力学模型 操纵策略

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四倾转旋翼无人机模型预测姿态控制律设计与仿真

9

作者 唐子文 徐锦法 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2024年第3期45-51,共7页

针对四倾转旋翼无人机全模态姿态控制律设计困难的问题开展了研究。首先,建立了四倾转旋翼无人机飞行动力学模型,并开展了不同飞行模态操纵策略分析;然后,运用模型预测控制理论设计姿态控制器;最后,对四倾转旋翼无人机的姿态控制进行了... 针对四倾转旋翼无人机全模态姿态控制律设计困难的问题开展了研究。首先,建立了四倾转旋翼无人机飞行动力学模型,并开展了不同飞行模态操纵策略分析;然后,运用模型预测控制理论设计姿态控制器;最后,对四倾转旋翼无人机的姿态控制进行了仿真试验及结果分析。研究结果表明,所设计的模型预测姿态控制响应速度快、跟踪控制性能好,可实现较好的控制效果。 展开更多

关键词 四倾转旋翼无人机 飞行动力学模型 操纵策略 模型预测 姿态控制

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倾转四旋翼飞行器直升机模式操稳特性分析 被引量：5

10

作者 周攀 陈仁良 俞志明 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期675-684,共10页

针对倾转旋翼飞行器直升机模式下的操纵性和稳定性进行了研究分析,为后续控制系统的设计提供一定的理论依据。在考虑旋翼-机翼干扰的情况下建立了倾转四旋翼飞行器飞行动力学模型并结合试验数据进行验证。提出了一种适用于直升机模式下... 针对倾转旋翼飞行器直升机模式下的操纵性和稳定性进行了研究分析,为后续控制系统的设计提供一定的理论依据。在考虑旋翼-机翼干扰的情况下建立了倾转四旋翼飞行器飞行动力学模型并结合试验数据进行验证。提出了一种适用于直升机模式下的操纵策略并对飞行器进行了配平计算。以该操纵策略为基础,计算了相应的操纵功效和操纵耦合,并分析了主要稳定性导数和特征根的变化。结果表明:航向操纵功效相较于其他通道较小;垂向输入引起的纵向力和俯仰力矩的大小随速度的增加不断增大;横向输入下引起的偏航力矩随速度增大而增大;速度稳定性随速度的增加而变得不稳定;除螺旋模态外,其他模态随速度的增加稳定性增强。 展开更多

关键词 倾转四旋翼飞行器 飞行动力学模型 配平 操纵策略 操纵性 稳定性

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无人机半物理飞行仿真试验平台设计 被引量：5

11

作者 魏瑞轩 冯博琴 胡明朗 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2009年第5期75-78,共4页

本着方便、实用、经济的原则,利用现有的计算机辅助软件,建立了无人机的一体化仿真试验平台。基于该试验平台建立了飞控设计的规范流程,实现了飞控的工程化、一体化设计。根据该试验平台和规范流程,以一架小型飞机为对象,完成了气动力... 本着方便、实用、经济的原则,利用现有的计算机辅助软件,建立了无人机的一体化仿真试验平台。基于该试验平台建立了飞控设计的规范流程,实现了飞控的工程化、一体化设计。根据该试验平台和规范流程,以一架小型飞机为对象,完成了气动力估算和数值模拟,建立了动力学模型,经过线性化设计了纵向控制器,并对控制律进行了实时仿真和飞行试验验证。 展开更多

关键词 无人机 飞行动力学模型 半物理仿真 视景仿真

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飞行器飞行姿态不确定性传播分析

12

作者 龚生阳 李哲 +2 位作者 曹立雄 洪良友 刘杰 《强度与环境》 CSCD 2023年第1期22-30,共9页

飞行器的飞行状态会受到诸多不确定因素的影响。例如飞行时的外部环境参数,制造时的容许公差和加工误差等不确定性变量会使飞行中的姿态控制产生偏差,导致飞行任务失败,甚至引发灾难性的后果。为此,本文提出了一种基于最优混沌多项式展... 飞行器的飞行状态会受到诸多不确定因素的影响。例如飞行时的外部环境参数,制造时的容许公差和加工误差等不确定性变量会使飞行中的姿态控制产生偏差,导致飞行任务失败,甚至引发灾难性的后果。为此,本文提出了一种基于最优混沌多项式展开的不确定性传播分析方法,有效突破了高维不确定性传播分析面临的变量分布任意以及大规模计算等瓶颈问题。本文提出的传播分析方法,统一度量了高维设计变量中的不确定性,量化分析复杂不确定性对马赫数、动压、轴向过载系数及合成攻角等飞行姿态参数的影响,进而为飞行姿控及后续结构优化设计提供有效依据。 展开更多

关键词 飞行器 不确定性分析 最优混沌多项式展开 飞行动力学模型 飞行姿态

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民用飞机设计重心包线计算 被引量：4

13

作者 王坤 朱清华 +2 位作者 陈建炜 曾嘉楠 申遂愿 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第4期21-24,共4页

基于JSBSim建立了飞机的气动模型、起落架模型及全机飞行力学模型,对不同重心位置、不同重量模型进行配平分析,给出了民用飞机设计重心包线的计算方法。以B737飞机为例对不同飞行状态进行了配平计算,证明了该方法的合理性。最后,以该机... 基于JSBSim建立了飞机的气动模型、起落架模型及全机飞行力学模型,对不同重心位置、不同重量模型进行配平分析,给出了民用飞机设计重心包线的计算方法。以B737飞机为例对不同飞行状态进行了配平计算,证明了该方法的合理性。最后,以该机为算例进行了设计重心包线的计算。结果表明,所计算的重心包线与实际情况较吻合。 展开更多

关键词 民用飞机 重心包线 飞行力学模型 配平

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倾转机翼无人倾转旋翼机飞行动力学稳定性分析 被引量：4

14

作者 刘泽宇 招启军 +1 位作者 张夏阳 杜思亮 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2021年第3期1-7,共7页

为了研究倾转机翼无人倾转旋翼机的稳定性,发展了一种倾转机翼无人倾转旋翼机飞行力学模型,并开展了仿真研究。旋翼气动模型采用动量-叶素理论,机翼、尾翼和机身的气动模型在升力线气动理论的基础上结合了旋翼动量源方法以计入旋翼尾流... 为了研究倾转机翼无人倾转旋翼机的稳定性,发展了一种倾转机翼无人倾转旋翼机飞行力学模型,并开展了仿真研究。旋翼气动模型采用动量-叶素理论,机翼、尾翼和机身的气动模型在升力线气动理论的基础上结合了旋翼动量源方法以计入旋翼尾流的气动干扰影响。在全机飞行力学模型配平的基础上开展了动力学稳定性分析,并与常规倾转旋翼机飞行动力学特性进行了对比分析。研究结果表明:倾转机翼无人倾转旋翼机在悬停状态下,表现出俯仰角衰减迅速的稳定模态;在直升机模式小速度前飞时,改变重心位置及机翼倾转段面积可使机体纵向振荡模态发散速度减缓,系统稳定性增强。 展开更多

关键词 倾转机翼 倾转旋翼机 稳定性分析 飞行力学模型

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Simulink中倾转旋翼机飞行力学模型研究 被引量：4

15

作者 沙虹伟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期389-392,397,共5页

在Simulink环境中建立了功能健全的倾转旋翼飞行力学模型。该模型包含了旋翼、机翼、机身、尾翼等部件气动力模块与操纵机构模块,其中旋翼气动力的计算采取了准定常叶素理论和均匀入流假设,而机翼、机身、尾翼等部件气动力的计算则采用... 在Simulink环境中建立了功能健全的倾转旋翼飞行力学模型。该模型包含了旋翼、机翼、机身、尾翼等部件气动力模块与操纵机构模块,其中旋翼气动力的计算采取了准定常叶素理论和均匀入流假设,而机翼、机身、尾翼等部件气动力的计算则采用了升力线理论,并考虑了旋翼尾流的影响。最后,以XV-15为样机进行了配平和特征根的计算,并将计算结果与GTRS模型结果进行了对比,验证了该建模方法的有效性。 展开更多

关键词 倾转旋翼机 飞行力学模型 仿真 SIMULINK

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某型固定翼飞机飞行性能模型构建与分析 被引量：2

16

作者 张玉镇 陈蕾 +1 位作者 孟祥飞 王超 《计算机与数字工程》 2017年第10期1895-1899,1954,共6页

论文针对某型固定翼飞机,深入研究飞机飞行性能建模仿真问题。分析飞机空中所受力与力矩,着重考虑飞机燃油质量变化以及发动机安装角对飞行实时仿真的影响。建模时,加入大气环境仿真模型,建立了有风条件下的飞机飞行性能仿真模型。最后... 论文针对某型固定翼飞机,深入研究飞机飞行性能建模仿真问题。分析飞机空中所受力与力矩,着重考虑飞机燃油质量变化以及发动机安装角对飞行实时仿真的影响。建模时,加入大气环境仿真模型,建立了有风条件下的飞机飞行性能仿真模型。最后,基于Matlab仿真环境完成仿真实验,通过与飞行实测数据比较分析,验证模型的准确性。从仿真结果分析,论文所建立的模型能够准确体现飞机性能,从而验证了仿真模型的准确性和有效性,具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 固定翼飞机 飞行仿真 飞行性能 动力学建模

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双螺旋桨推进复合式直升机操纵分配与最优过渡路线设计 被引量：1

17

作者 王涌钦 余新 +1 位作者 陈仁良 叶尚卿 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期211-218,共8页

针对双螺旋桨推进复合式直升机在过渡阶段存在的操纵面冗余问题,设计了不同操纵机构之间操纵分配系数以及最优俯仰角过渡路线。建立了复合式直升机动力学模型并提出复合式高速直升机操纵策略。对于过渡段以全机功率最优为优化目标,使得... 针对双螺旋桨推进复合式直升机在过渡阶段存在的操纵面冗余问题,设计了不同操纵机构之间操纵分配系数以及最优俯仰角过渡路线。建立了复合式直升机动力学模型并提出复合式高速直升机操纵策略。对于过渡段以全机功率最优为优化目标,使得操纵杆量连续光滑过渡为边界条件,优化得到最优过渡路线以及不同操纵机构之间操纵分配系数。对于低速阶段会出现的推进螺旋桨涡环状态,选择最优过渡路线规避推进螺旋桨涡环状态。仿真结果显示,优化得到的分配系数及过渡路线能够使复合式直升机不同通道的操纵杆量光滑连续过渡,确保驾驶员的操纵性能。 展开更多

关键词 复合式高速直升机 控制策略 分配系数 过渡路线 飞行动力学模型

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PBN飞行程序验证中自动飞行的仿真研究 被引量：2

18

作者 麻士东 何运成 +1 位作者 常芙蓉 王仲 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 2011年第6期51-57,共7页

民航飞机按照飞行程序自动飞行,能够极大地减轻飞行员工作负荷。本文对航路点自动飞行的实现方案进行了研究,对飞机气动模型、六自由度动力学与运动学模型进行了设计,并利用SIMULINK实现了模型解算的实时性.对导航系统进行设计,实现了内... 民航飞机按照飞行程序自动飞行,能够极大地减轻飞行员工作负荷。本文对航路点自动飞行的实现方案进行了研究,对飞机气动模型、六自由度动力学与运动学模型进行了设计,并利用SIMULINK实现了模型解算的实时性.对导航系统进行设计,实现了内-外环的导航和控制方案,即外环实现航路点导航,内环实现飞机姿态控制,并对航迹偏差控制器进行了设计与实现.在此基础上,实现了航路点自动飞行,能够稳定、准确地跟踪飞行程序,实现了对飞行程序的仿真验证. 展开更多

关键词 航空运输 基于性能的导航 自动飞行 动力学模型

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靶场试验环境条件下战术导弹子弹药的飞行弹道仿真

19

作者 张尚敏 吴少光 《战术导弹技术》 北大核心 2006年第6期83-88,共6页

针对战术导弹靶场试验中存在的子弹飞行故障和子弹鉴定子样不足等问题,通过分析子弹运动规律及环境诸因素对子弹飞行弹道的影响,综合考虑子弹气动外形等因素,建立了子弹飞行动力学模型.经仿真运行,得到了子弹飞行弹道,并可获取其它飞行... 针对战术导弹靶场试验中存在的子弹飞行故障和子弹鉴定子样不足等问题,通过分析子弹运动规律及环境诸因素对子弹飞行弹道的影响,综合考虑子弹气动外形等因素,建立了子弹飞行动力学模型.经仿真运行,得到了子弹飞行弹道,并可获取其它飞行参数,为分析子弹飞行故障、获取仿真样本和研究子弹落点散布规律提供了有效手段. 展开更多

关键词 子弹 飞行弹道 飞行动力学模型 仿真

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大型运输机考虑控制律的滚转机动载荷仿真研究

20

作者 谭林林 《机械设计与制造工程》 2022年第11期57-60,共4页

滚转机动载荷是进行飞机结构强度设计的基础,随着飞机的操纵系统从机械或助力操纵系统转变为电传操纵系统,传统的单自由度滚转机动载荷仿真分析方法已不再适用,需进行考虑控制律的滚转机动载荷仿真。基于此提出了一种以CS-25部25.349为... 滚转机动载荷是进行飞机结构强度设计的基础,随着飞机的操纵系统从机械或助力操纵系统转变为电传操纵系统,传统的单自由度滚转机动载荷仿真分析方法已不再适用,需进行考虑控制律的滚转机动载荷仿真。基于此提出了一种以CS-25部25.349为设计依据,以Dll动态链接库作为接口连接控制律,基于XML建立飞行动力学模型进行机动仿真分析的方法,并与传统的分析方法进行了对比。以某民机为例,通过滚转机动载荷试飞实测对比,证明了考虑控制律滚转机动载荷仿真方法的合理性和准确性,可完成适航验证。 展开更多

关键词 滚转机动载荷设计 电传操纵系统 飞行动力学模型 载荷试飞 适航验证

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