面向对地成像观测任务的高空飞艇应急调度 被引量：8

1

作者 贺川 邱涤珊 +1 位作者 许光 朱晓敏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2082-2092,共11页

针对应急条件下高空飞艇(HAA)对地成像观测任务调度问题进行研究,分析了问题中的主要约束条件,建立了以任务收益(TB)和巡航距离为优化目标的约束满足问题(CSP)模型。考虑飞艇侦察载荷具有侧摆观测能力,在构建视场范围约束模型和分辨率... 针对应急条件下高空飞艇(HAA)对地成像观测任务调度问题进行研究,分析了问题中的主要约束条件,建立了以任务收益(TB)和巡航距离为优化目标的约束满足问题(CSP)模型。考虑飞艇侦察载荷具有侧摆观测能力,在构建视场范围约束模型和分辨率约束模型的基础上,对成像观测任务进行合成。提出了元任务与合成任务的概念,给出了任务合成的步骤与方法。将HAA应急调度问题转换为车辆路径问题(VRP),并进一步分解为任务排序主问题和路径选择子问题,分别应用改进粒子群(IPSO)算法和关键节点搜索(KNS)算法求解。详细介绍了算法中的编码、解码和移动等操作,以及采用的混沌初始化和禁忌搜索(TS)策略。通过仿真实验,对文中所提方法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 高空飞艇 调度 成像观测 粒子群算法 任务合成 混沌

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一种高空飞艇螺旋桨结构多目标优化设计方法 被引量：6

2

作者 程俊杰 王海峰 +1 位作者 尚玲玲 喻天翔 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期584-591,共8页

为了远离旋转激振力的影响避免桨叶共振,需要提高桨叶的弯曲频率,这不可避免的会增加质量。为了解决低质量与高频率之间的矛盾,提出了一种螺旋桨两目标优化方法。以桨叶最小质量和最大弯曲频率作为两个优化目标,以复合材料的铺层角度、... 为了远离旋转激振力的影响避免桨叶共振,需要提高桨叶的弯曲频率,这不可避免的会增加质量。为了解决低质量与高频率之间的矛盾,提出了一种螺旋桨两目标优化方法。以桨叶最小质量和最大弯曲频率作为两个优化目标,以复合材料的铺层角度、铺层厚度和铺层区域作为设计变量,以最大应变、桨尖最大位移和桨叶50%、75%和85%剖面处的扭转角作为约束,使用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对螺旋桨进行优化设计,得到了关于质量和频率的Pareto解集。转速为520 r/min的两叶桨的转频为8.76 Hz,穿越频率为17.33 Hz,根据频率在Pareto解集上选取远离这两个点的方案。通过制造与测试,得到的实物桨叶频率为12.29 Hz,距离两个共振点都较远,有效的避免了桨叶共振。 展开更多

关键词 高空飞艇 螺旋桨 复合材料 弯曲频率 桨叶共振 多目标优化 PARETO解集

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基于SiC MOSFETs的高性能电机驱动器研究设计

3

作者 鲁鹏 王永国 +1 位作者 王瑜嘉 闫稳 《山西电子技术》 2023年第2期95-97,共3页

为了降低高空飞艇电推进系统的重量,提高其续航能力,高效率、高功率密度电机驱动器的研究具有重要意义。从器件选型、电路设计、PCB设计、箱体结构设计等方面进行分析,研究设计了基于宽禁带功率器件的高效率、高功率密度的10kW电机驱动... 为了降低高空飞艇电推进系统的重量,提高其续航能力,高效率、高功率密度电机驱动器的研究具有重要意义。从器件选型、电路设计、PCB设计、箱体结构设计等方面进行分析,研究设计了基于宽禁带功率器件的高效率、高功率密度的10kW电机驱动器样机,并通过实验进行了验证。 展开更多

关键词 高空飞艇 SiC MOSFET 高性能 电机驱动器

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基于Vega Prime的高空飞艇视景仿真设计 被引量：3

4

作者 薛婧 吕明云 《微计算机信息》 2010年第13期151-153,共3页

针对高空飞艇在飞行控制半物理仿真实验中实时数据可视化的问题,基于虚拟仿真技术,提出了一种高空飞艇视景仿真系统设计方案。建立了高空飞艇三维模型,并使用细节层次等高级建模技术对三维模型数据库进行了优化。提出了通过反射内存网... 针对高空飞艇在飞行控制半物理仿真实验中实时数据可视化的问题,基于虚拟仿真技术,提出了一种高空飞艇视景仿真系统设计方案。建立了高空飞艇三维模型,并使用细节层次等高级建模技术对三维模型数据库进行了优化。提出了通过反射内存网与半物理仿真系统进行实时数据传输的方式,在Vega Prime环境下完成了基于控制台的视景仿真程序开发。在硬件系统支持下,实现了高空飞艇飞行过程仿真场景的立体渲染,仿真效果能够满足半物理仿真实验数据的实时逼真显示要求。 展开更多

关键词 高空飞艇 半物理仿真 视景仿真 反射内存网 VEGA Prime

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基于混合粒子群优化算法的高空飞艇成像任务规划 被引量：2

5

作者 祝江汉 贺川 马满好 《装备学院学报》 2013年第5期63-68,共6页

针对高空飞艇成像任务规划问题进行研究,分析了高空飞艇遂行对地观测活动所需满足的主要约束,建立了以最大化任务收益为优化目标的约束满足模型。采用基于分层优化的求解框架,将原问题分解为主问题和子问题,并分别设计了求解算法。随后... 针对高空飞艇成像任务规划问题进行研究,分析了高空飞艇遂行对地观测活动所需满足的主要约束,建立了以最大化任务收益为优化目标的约束满足模型。采用基于分层优化的求解框架,将原问题分解为主问题和子问题,并分别设计了求解算法。随后在仿真实验中,通过与经典调度算法对比,验证了该算法的优化效果。 展开更多

关键词 高空飞艇 任务规划 混合粒子群优化 约束满足

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高空飞艇热分析研究

6

作者 江京 慎利峰 《中国电子科学研究院学报》 2012年第5期502-505,共4页

根据高空飞艇的定点运行区域地球纬度、定点运行时域的太阳运行规律,以及高空飞艇的飞行姿态,对高空飞艇囊体及所包容的氦气建立有限元物理模型并进行有限元热分析,得到高空飞艇艇内氦气平均温度在太阳辐射情况下随时间变化的规律及温... 根据高空飞艇的定点运行区域地球纬度、定点运行时域的太阳运行规律,以及高空飞艇的飞行姿态,对高空飞艇囊体及所包容的氦气建立有限元物理模型并进行有限元热分析,得到高空飞艇艇内氦气平均温度在太阳辐射情况下随时间变化的规律及温差范围。同时,与不包括飞艇囊体热容量的飞艇氦气热分析进行了比较,得到了高空飞艇热分析中加入囊体材料热容及忽略囊体热容的差异。研究证明高空飞艇的热分析必须考虑囊体的质量和热容及薄膜电池的质量和热容。 展开更多

关键词 平流层 高空飞艇 抗热能力 气压差

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浮空器在武器装备信息化中的优势分析 被引量：17

7

作者 贾重任 《飞机设计》 2004年第2期23-27,共5页

浮空器在武器装备信息化中 ,是一种低成本防御性信息系统平台。首先介绍了浮空器的定义、基本组成和发展历史 ,然后详细分析了浮空器在工业发达国家的研究与应用现状 ,特别是平流层定点飞艇平台的发展趋势 ,最后结合我国的基本国情与武... 浮空器在武器装备信息化中 ,是一种低成本防御性信息系统平台。首先介绍了浮空器的定义、基本组成和发展历史 ,然后详细分析了浮空器在工业发达国家的研究与应用现状 ,特别是平流层定点飞艇平台的发展趋势 ,最后结合我国的基本国情与武器装备信息化发展要求 ,分析了国内浮空器的研究发展水平。 展开更多

关键词 浮空器 武器装备 飞艇 平流层 发展历史 信息化发展 优势分析 信息系统平台 工业发达国家 信息化建设

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权重选择下的低延迟飞艇自适应部署

8

作者 何烨 刘建明 +1 位作者 李龙 谢维佳 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第10期2657-2661,共5页

由于高空平台(HAP)通信系统对飞艇执行任务的时间要求严格,构建以时延为移动因子的限制性空间自适应(RSAP)学习模型。在包含任务层、HAP层和卫星层的3层异构网络环境中,为达到任务层对通信效果的要求,提出一种通过改变时延权重系数调整... 由于高空平台(HAP)通信系统对飞艇执行任务的时间要求严格,构建以时延为移动因子的限制性空间自适应(RSAP)学习模型。在包含任务层、HAP层和卫星层的3层异构网络环境中,为达到任务层对通信效果的要求,提出一种通过改变时延权重系数调整飞艇对任务层覆盖方式的策略,达到对任务层的无缝覆盖以及降低通信时延的效果。仿真结果表明,该部署模型能实现对任务层较高的覆盖率,有效降低飞艇通信时延,提高服务质量。 展开更多

关键词 高空飞艇平台 部署模型 游戏理论 时延 权重分配

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关于高空飞艇抗热能力的研究

9

作者 江京 《中国电子科学研究院学报》 2012年第6期596-598,共3页

高空飞艇在平流层高度昼夜工作过程中,作为浮升气体的艇体内氦气受太阳能辐射以及艇外低温环境的影响,其平均温度变化范围较大。艇体内氦气平均温度的变化将导致飞艇艇体内外压差的变化,而艇体内外压差的变化是高空飞艇总体设计阶段对... 高空飞艇在平流层高度昼夜工作过程中,作为浮升气体的艇体内氦气受太阳能辐射以及艇外低温环境的影响,其平均温度变化范围较大。艇体内氦气平均温度的变化将导致飞艇艇体内外压差的变化,而艇体内外压差的变化是高空飞艇总体设计阶段对囊体材料选取时必须考虑的重要设计依据之一。通过高空飞艇抗热能力仿真计算与分析,指出高空飞艇的抗热能力必须在提高囊体强度的前提下才可以得到根本的提升,而加大副气囊体积对抗热能力影响不大反而将导致飞艇重量的增加。 展开更多

关键词 平流层 高空飞艇 氦气 温度 压差 总体设计

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飞艇空气动力学及其相关问题 被引量：30

10

作者 任一鹏 田中伟 吴子牛 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期431-443,共13页

对低空和高空飞艇在发射、回收、驻留、巡航或系留状态下所涉及的空气动力学问题及其重要性进行分析,介绍飞艇空气动力学研究的进展和主要结论,指出需要进一步解决的问题。低空飞艇的空气动力学问题主要包括厚艇身带来的流动分离与减阻... 对低空和高空飞艇在发射、回收、驻留、巡航或系留状态下所涉及的空气动力学问题及其重要性进行分析,介绍飞艇空气动力学研究的进展和主要结论,指出需要进一步解决的问题。低空飞艇的空气动力学问题主要包括厚艇身带来的流动分离与减阻、非薄平组件的非线性干扰、柔弹性表面或系留带来的流固耦合、因低速飞行带来的环境敏感性等。大量学者进行了相应的研究。高空即平流层飞艇还涉及多种新的空气动力学问题,包括热、浮力与气动的强耦合、昼夜外形变化、发射与回收过程中的突风带影响、风切变干扰等。关于这些问题的研究处于起步阶段。另外,还针对地面及大气边界层的影响、多边形外形以及副气囊喷流与主流干扰等很少有人研究的问题对飞艇周边流场进行了初步数值模拟。 展开更多

关键词 高低空飞艇 空气动力学 流固耦合 发射回收

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高空飞艇定点控制关键技术及解决途径 被引量：15

11

作者 王海峰 宋笔锋 王海平 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2005年第4期5-8,共4页

介绍了有关高空飞艇的概念和关键技术,指出自适应定点控制是高空飞艇发展中的核心关键技术。通过分析,探讨了自适应定点控制需要研究的内容和技术难点。在此基础上,提出了初步的技术途径和一种新的控制方案,为进一步开展研究工作奠定基础。

关键词 高空飞艇 自适应 定点控制

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高空飞艇总体设计方法研究 被引量：13

12

作者 王海峰 宋笔锋 +1 位作者 刘斌 安伟刚 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期56-60,共5页

高空飞艇与目前的低空飞艇相比构型有很大区别,其外形、结构、推进动力和能源系统等设计与分析和总体方案密切相关,导致在初步参数设计过程迭代次数过多,甚至在参数求解中需要使用复杂的优化技术。在研究高空飞艇总体设计方法时,引入了... 高空飞艇与目前的低空飞艇相比构型有很大区别,其外形、结构、推进动力和能源系统等设计与分析和总体方案密切相关,导致在初步参数设计过程迭代次数过多,甚至在参数求解中需要使用复杂的优化技术。在研究高空飞艇总体设计方法时,引入了一种能量平衡方法用于解决高空飞艇的再生式能源系统的设计和分析问题,它可以减少这种迭代次数,使高空飞艇总体设计工作简化。应用此方法,确定一种高空飞艇方案的初步总体参数,并对飞艇抗风性能进行了初步分析,得出此高空飞艇一年内抗持续风速30 m/s的包线。 展开更多

关键词 高空飞艇 能量平衡 总体设计

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高空飞艇螺旋桨优化设计与气动性能车载试验 被引量：12

13

作者 焦俊 宋笔锋 +1 位作者 张玉刚 李育斌 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期196-202,共7页

结合某高空飞艇螺旋桨的总体设计方案要求,完成螺旋桨的优化设计以及气动性能车载试验.采用叶素动量理论作为螺旋桨气动性能的计算方法,并通过风洞试验验证了该方法的可靠性.结合遗传算法对螺旋桨的弦长和扭转角进行了优化,使螺旋桨更... 结合某高空飞艇螺旋桨的总体设计方案要求,完成螺旋桨的优化设计以及气动性能车载试验.采用叶素动量理论作为螺旋桨气动性能的计算方法,并通过风洞试验验证了该方法的可靠性.结合遗传算法对螺旋桨的弦长和扭转角进行了优化,使螺旋桨更加高效轻质,优化后螺旋桨设计点的气动效率增加了2.3%.建立螺旋桨车载试验测控系统,可以改变试验海拔高度和大气参数,得到优化设计螺旋桨不同工况的气动性能.试验结果表明,相同转速和来流条件下,海拔越高,螺旋桨的推力和扭矩越小.海拔为3.6km时,全尺寸高空飞艇螺旋桨计算推力和扭矩与试验结果的平均相对误差分别为2.8%和9.2%,两者基本吻合,从而验证了高空飞艇螺旋桨车载试验的准确性. 展开更多

关键词 高空飞艇 螺旋桨 叶素动量理论 罚函数 优化设计 车载试验

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基于RT-LAB的高空飞艇半实物仿真系统设计 被引量：5

14

作者 吕俊 李鑫 凡永华 《电子测量技术》 2015年第3期13-16,34,共5页

半实物仿真相较全数字仿真可更加高效、精确、快速的反应控制系统的控制特性,以RT-LAB仿真系统为半实物仿真工具,通过建立以高空飞艇为研究对象的半实物仿真系统。使用RT-LAB软件将数字仿真模型转换为半实物仿真系统所要求的实时仿真模... 半实物仿真相较全数字仿真可更加高效、精确、快速的反应控制系统的控制特性,以RT-LAB仿真系统为半实物仿真工具,通过建立以高空飞艇为研究对象的半实物仿真系统。使用RT-LAB软件将数字仿真模型转换为半实物仿真系统所要求的实时仿真模型,通过对高空飞艇的飞行控制系统半实物仿真,验证了该半实物仿真系统的可行性以及高空飞艇的飞行控制系统正确性。试验结果表明,使用RT-LAB作为半实物仿真工具可以顺利的为飞行控制系统的试验验证提供有效的保障。 展开更多

关键词 半实物仿真 高空飞艇

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临近空间环境对高空飞艇长时驻空影响研究进展 被引量：5

15

作者 冯慧 刘强 +2 位作者 姜鲁华 苗景刚 杨燕初 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期69-75,共7页

临近空间长航时浮空平台具有极大应用价值,高空飞艇与超压气球成为当前研究热点。从近年各国试验情况来看,国外已成功实现超压气球在临近空间高度的长航时飞行,但要实现高空飞艇长时驻空飞行,还有诸如环境预测、材料、能源、推进等很多... 临近空间长航时浮空平台具有极大应用价值,高空飞艇与超压气球成为当前研究热点。从近年各国试验情况来看,国外已成功实现超压气球在临近空间高度的长航时飞行,但要实现高空飞艇长时驻空飞行,还有诸如环境预测、材料、能源、推进等很多关键技术需要突破。本文分析了临近空间环境要素特征,重点研究了大气密度、温度、风场、辐射和臭氧等要素对飞艇的影响,并借鉴超压气球高度、轨迹以及压力控制等相关技术,探索研究高空飞艇长航时驻空飞行的技术途径,对高空飞艇设计、研制与飞行控制有一定参考价值。 展开更多

关键词 临近空间 大气环境 高空飞艇 长时驻空 超压 轨迹控制

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高空飞艇地面温度观测实验研究 被引量：5

16

作者 周华刚 周雷 陈江涛 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期23-26,共4页

热分析模型是高空飞艇飞行控制模型的重要组成部分。为了构建正确的热分析模型,开展了高空实验艇地面温度观测实验。实验在地面进行,实验艇水平停放在外场实验场地上。实验中,在囊体外表面和内部气室内安装温度测试系统,用以观测飞艇在... 热分析模型是高空飞艇飞行控制模型的重要组成部分。为了构建正确的热分析模型,开展了高空实验艇地面温度观测实验。实验在地面进行,实验艇水平停放在外场实验场地上。实验中,在囊体外表面和内部气室内安装温度测试系统,用以观测飞艇在不同热环境条件下表面温度和内部气体温度在空间和时间上的分布规律。实验结果表明:①太阳辐射具有明显的方向性,囊体上表面不同几何位置上所接收到的太阳辐射通量受太阳高度角的影响较大,而受太阳方位角的影响较小;②地面长波辐射具有明显的漫射特性,囊体下表面对地面长波辐射的吸收几乎不受实验艇方向角和仰角变化的影响;③囊体表面和不纯净的氦气对太阳短波辐射的吸收比对地面长波辐射的吸收更强烈,从而在飞艇内部空间形成明显的径向温度梯度;④空气室的充放气过程对囊体表面温度和内部气体温度均产生显著的影响,充气过程会引起温度的上升,放气过程会引起温度的下降。 展开更多

关键词 高空飞艇 温度观测 实验研究

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高空飞艇高度保持控制器设计 被引量：3

17

作者 陈慧 杨新 周江华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期56-61,共6页

高空飞艇高度保持控制问题隶属于飞艇在纵对称面内的运动控制问题。根据飞艇的纵向运动方程,首先分析说明了高度保持控制的原理,然后提出2种高度保持控制器的设计方案:一种是基于李雅普诺夫稳定性理论的非线性高度保持控制器方案;另一... 高空飞艇高度保持控制问题隶属于飞艇在纵对称面内的运动控制问题。根据飞艇的纵向运动方程,首先分析说明了高度保持控制的原理,然后提出2种高度保持控制器的设计方案:一种是基于李雅普诺夫稳定性理论的非线性高度保持控制器方案;另一种是双PID控制器方案,并且利用Simulink工具对此2种设计方案进行了仿真,同时简要的对这2种方案进行比较。 展开更多

关键词 高空飞艇 高度保持控制 Simulink/Matlab 仿真

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基于信息融合的大飞艇自适应姿态解算算法 被引量：3

18

作者 赵海 彭海霞 +1 位作者 李大舟 林川 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期797-801,共5页

现有计算大飞艇姿态角的平衡滤波算法虽然融合了加速度和角速度信息,但其未对加速度的适用条件进行分析,从而导致了积累误差和动态解算准确性问题.针对该算法的不足,提出了根据飞艇的不同运动状态来调整姿态解算算法的融合加速度和角速... 现有计算大飞艇姿态角的平衡滤波算法虽然融合了加速度和角速度信息,但其未对加速度的适用条件进行分析,从而导致了积累误差和动态解算准确性问题.针对该算法的不足,提出了根据飞艇的不同运动状态来调整姿态解算算法的融合加速度和角速度数据的自适应姿态解算算法,并通过Matlab实验验证了算法的有效性.实验结果表明,该算法有效地解决了平衡滤波算法的不足,通过引入SMV(signal magnitudevector,信号量向量),使大飞艇的运动状态得到了准确判断,从而使积累误差问题得到了有效改善,同时提高了大飞艇的动态解算准确性. 展开更多

关键词 信息融合 捷联惯导系统 姿态解算 大飞艇 自适应

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基于模糊控制的高空飞艇姿态控制系统设计 被引量：3

19

作者 凡永华 岳小飞 +1 位作者 于云峰 闫杰 《测控技术》 CSCD 北大核心 2011年第12期45-48,共4页

针对高空飞艇纵向姿态控制的操纵特点,提出了采用空气舵和前后副气囊充放气复合控制的方案,并基于模糊控制设计了其纵向姿态控制系统。首先完成了复合控制的高空飞艇纵向通道数学模型建模,给出了高空飞艇纵向通道小扰动线性数学模型;然... 针对高空飞艇纵向姿态控制的操纵特点,提出了采用空气舵和前后副气囊充放气复合控制的方案,并基于模糊控制设计了其纵向姿态控制系统。首先完成了复合控制的高空飞艇纵向通道数学模型建模,给出了高空飞艇纵向通道小扰动线性数学模型;然后,采用模糊控制方法对高空飞艇的纵向姿态控制系统进行了设计;最后通过仿真验证了所设计控制系统的有效性。 展开更多

关键词 模糊控制 高空飞艇 副气囊 组合控制

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高空飞艇俯仰稳定性及其边界分析

20

作者 姚中兵 张鹏 神策 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期28-33,共6页

高空飞艇的俯仰稳定性及其边界直接影响飞艇的飞行安全,是飞艇总体设计和控制系统设计中的关键内容。针对某型高空飞艇,建立其小扰动线化运动模型,完成了飞艇纵向稳定性分析。首先,开发了飞艇配平与稳定性评估程序,分析飞艇开环系统的... 高空飞艇的俯仰稳定性及其边界直接影响飞艇的飞行安全,是飞艇总体设计和控制系统设计中的关键内容。针对某型高空飞艇,建立其小扰动线化运动模型,完成了飞艇纵向稳定性分析。首先,开发了飞艇配平与稳定性评估程序,分析飞艇开环系统的俯仰稳定边界;然后,建立了飞艇俯仰姿态跟踪的闭环系统,基于线性矩阵不等式方法,分析了飞艇飞行状态空间的俯仰稳定边界。研究表明:该线化模型下飞艇具有纵向动稳定性;随着飞行高度增加,飞艇的俯仰稳定性改善;飞艇闭环跟踪系统在二维状态子空间的俯仰稳定边界为斜椭球,内部处于稳定状态。 展开更多

关键词 高空飞艇 小扰动线化 纵向稳定性 俯仰稳定边界

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