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《飞行力学》 CSCD 北大核心

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《飞行力学》是由中国航空工业集团公司主管、中国飞行试验研究院主办的航空航天飞行力学专业综合性学术刊物（双月刊）。本刊以反映当前国内飞行力学及相关专业最新研究成果和报道国内外发展动态为宗旨，促进学术进步...查看详情>>
  • 主办单位中国飞行试验研究院
  • 国际标准连续出版物号1002-0853
  • 国内统一连续出版物号61-1172/V
  • 出版周期双月刊
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受故障影响的四旋翼无人机编队滑模容错控制
1
作者 陈欣淼 郑柏超 翟忠浩 《飞行力学》 北大核心 2025年第5期69-75,共7页
针对四旋翼无人机编队飞行时受到执行器故障、通信故障及外部扰动的问题,设计了一种基于故障估计观测器及虚拟领导者状态观测器的非奇异快速终端滑模编队容错控制方案。首先,针对受执行器故障影响的四旋翼无人机姿态系统,设计故障估计... 针对四旋翼无人机编队飞行时受到执行器故障、通信故障及外部扰动的问题,设计了一种基于故障估计观测器及虚拟领导者状态观测器的非奇异快速终端滑模编队容错控制方案。首先,针对受执行器故障影响的四旋翼无人机姿态系统,设计故障估计观测器估计故障,结合非奇异快速终端滑模方法设计无人机姿态容错控制律来进行容错控制;然后,建立通信故障模型,定义系统的全局位置误差,将无人机编队位置容错问题转化为虚拟领导者状态的估计问题,通过引入虚拟领导者状态观测器,设计无人机位置容错控制律,实现无人机编队位置容错控制;最后,开展了仿真验证。结果表明,所设计的容错控制方案有良好的容错性能。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 执行器故障 通信故障 故障估计观测器 非奇异快速终端滑模
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吸气式组合动力飞行器爬升段最优弹道特性研究
2
作者 勾致晴 杨良 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2024年第5期10-14,共5页
针对吸气式组合动力高超声速飞行器爬升段最优弹道特性开展研究。首先,构建了飞行器动力学模型及考虑能量最优的爬升段优化模型,优化模型以迎角变化率为控制量,可满足特定终端迎角需求。然后,采用Radau伪谱法对不同推力条件下的爬升弹... 针对吸气式组合动力高超声速飞行器爬升段最优弹道特性开展研究。首先,构建了飞行器动力学模型及考虑能量最优的爬升段优化模型,优化模型以迎角变化率为控制量,可满足特定终端迎角需求。然后,采用Radau伪谱法对不同推力条件下的爬升弹道进行优化,仿真得到不同推阻匹配环境下的最优弹道。最后,对弹道特性进行深入分析并验证了弹道的最优性。研究表明,在不同推力条件下爬升段弹道呈现出规律性的周期不同的振荡特性。研究结果可为吸气式组合动力飞行器爬升段制导律设计提供参考。 展开更多
关键词 组合动力飞行器 爬升段弹道优化 Radau伪谱法 弹道特性分析
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基于改进TD3算法的无人机区域侦察研究
3
作者 蒋方庆 陈自力 +1 位作者 高喜俊 张云 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期36-42,共7页
在执行区域侦察任务时,无人机需要更高性能的算法,以便对未知辐射源目标进行快速准确定位。利用改进的双延迟深度确定性策略梯度(Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient,TD3)算法实现无人机快速侦察目标。针对TD3算法的单策... 在执行区域侦察任务时,无人机需要更高性能的算法,以便对未知辐射源目标进行快速准确定位。利用改进的双延迟深度确定性策略梯度(Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient,TD3)算法实现无人机快速侦察目标。针对TD3算法的单策略网络输出动作波动大问题,提出构建双策略网络来缓解,并提出利用带修正偏差的指数移动加权平均法建立价值网络与策略网络更新之间的联系,以自适应地改变更新周期。当无人机接收到辐射源信号时,采用最优航迹对辐射源进行定位;未检测到信号时,则根据历史经验飞行寻找信号源。仿真结果表明,所提方法可有效提高算法的收敛速度。 展开更多
关键词 无人机 双延迟深度确定性策略梯度算法 双策略网络 自适应延迟更新机制
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强跟踪滤波在高超声速滑翔目标跟踪中的应用 被引量：2
4
作者 陆浩然 黄景帅 郑伟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2022年第3期65-72,共8页
高超声速滑翔目标(HGT)机动模式复杂多样、轨迹形态灵活多变,增加了跟踪模型建模的不确定性,导致目标跟踪的精度低。为了提高跟踪精度,提出了一种基于强跟踪滤波的高超声速滑翔目标跟踪方法。首先,在地基雷达坐标系下建立目标运动模型... 高超声速滑翔目标(HGT)机动模式复杂多样、轨迹形态灵活多变,增加了跟踪模型建模的不确定性,导致目标跟踪的精度低。为了提高跟踪精度,提出了一种基于强跟踪滤波的高超声速滑翔目标跟踪方法。首先,在地基雷达坐标系下建立目标运动模型和量测模型,利用维纳随机过程来表征运动模型中未知项的变化特性。其次,采用强跟踪无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对目标运动状态进行估计,提高模型不确定性存在时滤波器的状态跟踪能力。最后,利用目标常用的基于标准轨迹的制导方法生成了一条可行飞行轨迹。仿真结果表明,该方法的跟踪精度高,强跟踪滤波能够有效降低模型不确定性存在时的状态估计误差。 展开更多
关键词 高超声速滑翔目标 目标跟踪 模型不确定性 维纳过程 强跟踪滤波 渐消因子 无迹卡尔曼滤波
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降速自转旋翼-机翼复合飞行器飞行特性研究 被引量：1
5
作者 林清 刘慧英 +1 位作者 刘娟霞 刘菊红 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2021年第5期31-37,70,共8页
以某型降速自转旋翼-机翼复合布局飞机为研究对象,给出了其七自由度全量数学模型框架。基于数值叶素积分法给出了自转旋翼的建模方法,并与风洞试验数据对比验证了模型合理性;分析了旋翼卸载机理并给出了卸载配平策略;采用"飞行中... 以某型降速自转旋翼-机翼复合布局飞机为研究对象,给出了其七自由度全量数学模型框架。基于数值叶素积分法给出了自转旋翼的建模方法,并与风洞试验数据对比验证了模型合理性;分析了旋翼卸载机理并给出了卸载配平策略;采用"飞行中配平法"完成了平衡特性的解算,并分析了典型运动模态特性随空速的变化。研究表明,降低总距可以有效降低旋翼转速与旋翼拉力,但会引起旋翼气动特性的快速、大幅度变化,因此要求控制律需具备快速适应能力与较强的鲁棒性。研究结果为该类构型飞机的控制律设计与仿真提供了有益参考。 展开更多
关键词 降速自转旋翼-机翼复合式飞机 数值叶素积分法 旋翼卸载 模态分析
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基于小波分解与ARMA-RBF模型的航班延误时间短期预测 被引量：6
6
作者 谷润平 来靖晗 +1 位作者 时统宇 魏志强 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2021年第4期88-94,共7页
针对航班延误的非线性复杂特性及短期预测精度不高的特点,研究设计了基于小波分解(WD)与ARMA-RBF的组合算法,以分析延误时间序列并进行短期预测。首先,引入小波分解方法,将航班延误时序进行分解得到近似分量和细节分量;然后,对各分量分... 针对航班延误的非线性复杂特性及短期预测精度不高的特点,研究设计了基于小波分解(WD)与ARMA-RBF的组合算法,以分析延误时间序列并进行短期预测。首先,引入小波分解方法,将航班延误时序进行分解得到近似分量和细节分量;然后,对各分量分别构建了自回归移动平均(ARMA)模型和径向基(RBF)神经网络模型并进行预测;之后,构建了WD-ARMA-RBF延误时间短期模型,最终结果即为各分量预测结果的组合叠加值;最后,依据实际延误数据进行了算例仿真。验证结果表明:该模型较WD-ARMA、AR、RBF及GM(1,N)等多种现行的经典算法具有更高的预测精度和稳定性,预测误差MAE仅为3.349,其应用于航班延误时间的短期预测有效、可行。 展开更多
关键词 航班延误 ARMA-RBF模型 时序挖掘 短期预测
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基于PSO-LSSVM的小型无人直升机模型辨识 被引量：1
7
作者 刘灵哲 周健 +1 位作者 卢健 王耿 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2021年第6期89-94,共6页
针对小型无人直升机多变量、强耦合、复杂动力学特性下的建模问题,提出了一种基于粒子群优化最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)的小型无人直升机模型辨识方法。该方法以飞行数据为驱动,利用最小二乘支持向量机学习速度快、泛化能力强的优势... 针对小型无人直升机多变量、强耦合、复杂动力学特性下的建模问题,提出了一种基于粒子群优化最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)的小型无人直升机模型辨识方法。该方法以飞行数据为驱动,利用最小二乘支持向量机学习速度快、泛化能力强的优势,结合粒子群优化算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化,最终建立小型无人直升机模型。在悬停及小速度前飞模态下,使用该方法对小型无人直升机纵、横向通道进行模型训练和验证。验证结果表明,模型具有较高的精度,能很好地反映小型无人直升机的动态特性。 展开更多
关键词 小型无人直升机 模型辨识 最小二乘支持向量机 粒子群优化算法
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《飞行力学》第七届编辑委员会
8
《飞行力学》 CSCD 北大核心 2020年第5期F0004-F0004,共1页
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考虑执行器非线性的多操纵面飞机舵面故障容错控制 被引量：7
9
作者 朱鹏 董文瀚 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第5期51-56,62,共7页
针对执行器含非线性约束的多操纵面飞机舵面故障问题,提出了一种基于神经网络补偿的模型参考自适应滑模容错控制器。首先,建立了存在执行器死区、齿隙等非线性约束的多操纵面飞机舵面故障模型,并根据其舵面冗余的特点,引入加权伪逆法实... 针对执行器含非线性约束的多操纵面飞机舵面故障问题,提出了一种基于神经网络补偿的模型参考自适应滑模容错控制器。首先,建立了存在执行器死区、齿隙等非线性约束的多操纵面飞机舵面故障模型,并根据其舵面冗余的特点,引入加权伪逆法实现了操纵面的控制分配;然后,设计误差向量对系统进行增广,并采用LQR方法获得了参考模型。在传统的模型参考积分滑模控制律基础上,分别设计自适应估计项对未知舵面故障与执行器非线性进行补偿,利用Lyapunov稳定性方法获得了参数自适应律并证明了误差系统的收敛性。仿真结果验证了控制方法的有效性。 展开更多
关键词 多操纵面飞机 执行器非线性 舵面故障 自适应滑模控制
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基于栅格舵的火箭芯一级残骸落点控制问题研究 被引量：12
10
作者 徐明兴 贾洪印 +2 位作者 陈功 吴晓军 王文正 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第4期68-72,共5页
运载火箭芯一级在分离后运动失稳,变为不可控飞行器,在坠落地面时有可能会带来安全问题。为解决该问题,提出一种加装栅格舵实现芯一级落点精确控制的方案。首先给出加装栅格舵以后的芯一级布局形式,通过数值模拟的手段分析其气动特性。... 运载火箭芯一级在分离后运动失稳,变为不可控飞行器,在坠落地面时有可能会带来安全问题。为解决该问题,提出一种加装栅格舵实现芯一级落点精确控制的方案。首先给出加装栅格舵以后的芯一级布局形式,通过数值模拟的手段分析其气动特性。然后,给出了再入过程的制导控制方案,设计了控制律、制导律参数。最后,进行了额定弹道仿真和蒙特卡洛拉偏仿真。结果表明,加装栅格舵后,芯一级能够实现姿态的迅速稳定,按照制导要求沿标准弹道飞行,拉偏后落点散布范围小于100 m×100 m,整个方案合理可行。 展开更多
关键词 栅格舵 飞行控制律 运载火箭
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基于多基因遗传算法的异构多无人机协同任务分配 被引量：25
11
作者 田震 王晓芳 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第1期39-44,共6页
以异构多无人机对多目标执行侦查、攻击和评估任务为背景,开展协同任务分配问题建模、算法设计和仿真分析。综合考虑异构无人机任务执行能力、任务执行时序和自身运动学等约束,同时考虑各无人机机载弹药毁伤概率因素,建立以任务执行时... 以异构多无人机对多目标执行侦查、攻击和评估任务为背景,开展协同任务分配问题建模、算法设计和仿真分析。综合考虑异构无人机任务执行能力、任务执行时序和自身运动学等约束,同时考虑各无人机机载弹药毁伤概率因素,建立以任务执行时间和攻击收益为综合性能指标的任务分配优化模型,提出避免产生"死锁"现象的基于多类型基因编码的改进遗传算法,实现对协同任务分配问题的求解。基于任务分配方案和无人机的最小转弯半径,采用Dubins路径协调方法,生成无人机的可飞航迹。仿真结果表明,改进遗传算法可快速有效地求解多约束条件下异构多无人机协同任务分配问题,基于Dubins路径协调可为每个无人机生成完整的可飞航迹。 展开更多
关键词 异构多无人机 协同任务分配 遗传算法 Dubins路径
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三维动态势函数下编队UAV飞行算法研究 被引量：1
12
作者 牛康 陈志明 +1 位作者 李磊 刘辉 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期31-34,43,共5页
针对三维动态环境下编队无人机(UAV)的路径规划和队形保持问题,提出了基于改进三维动态势函数与约束动力学的编队UAV飞行算法。首先,建立了改进的动态三维人工势函数模型;针对编队UAV的队形保持和重组,通过引入拉格朗日乘子建立了含队... 针对三维动态环境下编队无人机(UAV)的路径规划和队形保持问题,提出了基于改进三维动态势函数与约束动力学的编队UAV飞行算法。首先,建立了改进的动态三维人工势函数模型;针对编队UAV的队形保持和重组,通过引入拉格朗日乘子建立了含队形约束的编队UAV约束动力学方程组。仿真结果表明,所提算法在三维动态环境下可有效地进行编队UAV的路径规划、队形保持与重组。 展开更多
关键词 动态势函数 编队飞行 正向动力学 约束动力学
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基于遗传规划的导弹自适应控制方法研究
13
作者 廉浩伟 冯琦 +1 位作者 刘超 赵鸿森 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期44-47,52,共5页
为改善PID控制对强非线性导弹系统的控制效果,提出了一种采用遗传规划映射的导弹自适应控制方法。首先建立PID控制器结构,随后充分利用遗传规划映射关系清晰、非线性拟合能力强的特点,采用飞行状态参数和最优控制参数作为输入和输出的... 为改善PID控制对强非线性导弹系统的控制效果,提出了一种采用遗传规划映射的导弹自适应控制方法。首先建立PID控制器结构,随后充分利用遗传规划映射关系清晰、非线性拟合能力强的特点,采用飞行状态参数和最优控制参数作为输入和输出的样本数据进行离线学习,获得从弹体飞行状态参数到PID控制参数的直观函数关系,最终可实现控制参数的在线自适应整定。仿真结果表明,该方法对导弹系统参数的非线性变化具有很强的适应性,可以起到稳定的控制效果。 展开更多
关键词 PID控制 自适应控制 遗传规划 非线性系统
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升力体式密闭救生舱无控制再入研究
14
作者 王禹 张劲柏 +2 位作者 洪娟 徐航 兰世隆 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2017年第1期21-24,38,共5页
将救生舱选定为升力体模型,利用数值模拟的方法动态研究救生舱再入过程中的稳定性和减速性,分析无主动控制的救生舱返回的可行性。针对高超声速和马赫数小于4两种工况,分别采用牛顿理论方法和CFD方法进行气动力计算;利用气动特性计算结... 将救生舱选定为升力体模型,利用数值模拟的方法动态研究救生舱再入过程中的稳定性和减速性,分析无主动控制的救生舱返回的可行性。针对高超声速和马赫数小于4两种工况,分别采用牛顿理论方法和CFD方法进行气动力计算;利用气动特性计算结果求解六自由度轨道仿真动力学方程进行轨迹计算。研究结果显示,救生舱初始再入条件合适时,其再入过程具有稳定性;仅依靠目前救生舱外形的结构减速不能满足减速性要求,需辅助其他减速措施。 展开更多
关键词 救生舱 高超声速 稳定性 减速性 数值计算
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基于改进鸽群算法的高超声速飞行器轨迹优化 被引量：10
15
作者 张亚平 孙佩华 +1 位作者 李昱辉 刘燕斌 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期60-64,共5页
采用基于罚函数思想的约束处理技术改进鸽群智能算法,应用于复杂的带约束的飞行器轨迹优化问题。以高超声速飞行器爬升段轨迹优化为例,建立其包含微分方程约束、路径约束和终端约束的优化数学模型,通过罚函数构造算法的适应值函数并对... 采用基于罚函数思想的约束处理技术改进鸽群智能算法,应用于复杂的带约束的飞行器轨迹优化问题。以高超声速飞行器爬升段轨迹优化为例,建立其包含微分方程约束、路径约束和终端约束的优化数学模型,通过罚函数构造算法的适应值函数并对优化变量添加边界强约束,将改进的鸽群智能(PIO)算法和粒子群(PSO)算法对高超声速飞行器爬升段优化数学模型进行对比仿真分析。仿真结果表明,改进的鸽群智能算法在解决此类复杂带约束优化问题中展现出了更好的优化效率,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 轨迹优化 鸽群智能算法 罚函数
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一种可变形跨介质航行器气动/水动特性分析 被引量：16
16
作者 廖保全 冯金富 +2 位作者 齐铎 李永利 余宗金 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2016年第3期44-47,57,共5页
由于海水和空气物理性质存在巨大差异,航行器很难以单一外形满足在两种环境下的航行要求。为此,提出一种通过改变外形来实现水空介质跨越的航行器,并通过计算流体力学对其空中和水中两种外形的气动/水动特性进行研究。仿真结果表明,通... 由于海水和空气物理性质存在巨大差异,航行器很难以单一外形满足在两种环境下的航行要求。为此,提出一种通过改变外形来实现水空介质跨越的航行器,并通过计算流体力学对其空中和水中两种外形的气动/水动特性进行研究。仿真结果表明,通过改变外形,航行器能够同时满足水下航行和空中飞行的要求。水下航行时,航行器在较小的仰角范围内通过收缩机翼减小阻力;空中飞行时,通过展开机翼增大升力。 展开更多
关键词 计算流体力学 气动特性 水动特性
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多面体网格在静气动弹性计算中的应用 被引量：13
17
作者 冯浩洋 苏新兵 +1 位作者 马斌麟 王旭 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2016年第4期24-28,共5页
介绍了多面体网格技术在静气动弹性问题中的应用。基于M6算例和径向基函数插值法,探究了多面体网格的CFD计算效率和变形能力,使用AGARD445.6机翼进行了静气动弹性数值计算。结果表明,多面体网格具有计算效率高、变形能力强、计算结果准... 介绍了多面体网格技术在静气动弹性问题中的应用。基于M6算例和径向基函数插值法,探究了多面体网格的CFD计算效率和变形能力,使用AGARD445.6机翼进行了静气动弹性数值计算。结果表明,多面体网格具有计算效率高、变形能力强、计算结果准确等优点,可适用于静气动弹性问题的数值计算。 展开更多
关键词 多面体网格 静气动弹性计算 网格效率 网格变形
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不确定环境下的无人机攻击策略研究 被引量：2
18
作者 屈晓波 章卫国 王晓光 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2015年第4期381-384,共4页
给出了一种在不确定环境下的无人机攻击决策分析方法。首先分析机载雷达的作战性能,得到正确判别敌方目标和错误判别敌方目标二者之间的关系;然后建立了一种基于Lanchester方程的诱饵弹干扰下的无人机攻击决策模型,进而表示出目标识别... 给出了一种在不确定环境下的无人机攻击决策分析方法。首先分析机载雷达的作战性能,得到正确判别敌方目标和错误判别敌方目标二者之间的关系;然后建立了一种基于Lanchester方程的诱饵弹干扰下的无人机攻击决策模型,进而表示出目标识别准确度对作战进程的影响;随后通过对Lanchester方程积分,得到了真目标损耗和假目标损耗二者之间的函数关系,从而完成对Lanchester方程的化简;最后采用差分进化算法来进行无人机的攻击决策优化,并且通过作战仿真验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 空战建模 LANCHESTER方程 差分进化算法
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ARJ21-700飞机机翼防冰系统自然结冰试飞方法 被引量：4
19
作者 杨新亮 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2014年第5期460-463,共4页
ARJ21-700飞机机翼防冰系统的合格审定试飞需要严格按照CCAR25部R3版的要求进行。为了保证适航试飞的科学性,围绕防冰系统的适航条款,详细介绍了试飞方案的设计过程,并采用CFD计算方法对试验过程进行了数值模拟研究,获得了一套完整的试... ARJ21-700飞机机翼防冰系统的合格审定试飞需要严格按照CCAR25部R3版的要求进行。为了保证适航试飞的科学性,围绕防冰系统的适航条款,详细介绍了试飞方案的设计过程,并采用CFD计算方法对试验过程进行了数值模拟研究,获得了一套完整的试验方法,并应用到飞行试验过程中。结合飞行试验结果,对CFD的计算方法进行了验证,结果表明,该试验方法能够很好地为实际的飞行试验提供技术参考和指导,取得了良好效果。 展开更多
关键词 防冰系统 适航 热载荷
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增升装置低速流动特性的雷诺数效应计算研究 被引量：4
20
作者 李中武 梁益华 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2014年第1期10-14,共5页
通过求解RANS方程数值模拟了运输类飞机绕流流场,研究了从常规风洞试验至自由飞行范围雷诺数对增升装置上流动分离特性、压力分布及边界层转捩的影响。CFD结果预测的低速流动特性表明,随着雷诺数的增大,外襟翼上分离位置逐渐向后缘移动... 通过求解RANS方程数值模拟了运输类飞机绕流流场,研究了从常规风洞试验至自由飞行范围雷诺数对增升装置上流动分离特性、压力分布及边界层转捩的影响。CFD结果预测的低速流动特性表明,随着雷诺数的增大,外襟翼上分离位置逐渐向后缘移动,吸力峰值变大,而增升装置前缘边界层转捩位置向前缘移动。与流动现象相对应,增升装置的升力系数逐渐增大,力矩系数变小,在雷诺数达到107量级时,升力系数及力矩系数的变化趋于平缓,而在6.0×106之前,增升装置的气动力对雷诺数影响十分敏感。 展开更多
关键词 增升装置 流动分离 雷诺数效应
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