我在此提交一篇由 Chris A. Hadfield 撰写的论文,题为“高攻角操控品质评定量表”。我已检查了该论文的最终电子版形式和内容,并建议接受该论文作为部分满足理学硕士学位(主修航空系统)的要求。
本节将阐述测试类型、程序、仪表要求、数据分析和呈现,以及进行定义飞机操纵品质所需的各种测试的目的。一般而言,操纵品质测试用于定义飞机的基本稳定性和控制特性、定义飞机如何响应飞行员或其他输入,以及定义在操作范围内保持安全飞行的技术。操纵品质和飞行品质这两个术语通常同义使用;但是,有时会区分这两个概念。飞行品质通常是指由飞机的稳定性和控制特性决定的一组属性。操纵品质反映了飞行员使用具有一组特定飞行品质的飞机执行任务的情况。
美国陆军航空发展局已经开发了两种先进高速旋翼机配置的通用高保真飞行动力学模型——一种是带有推进式螺旋桨的升力偏置同轴直升机,另一种是倾转旋翼机。开发这些模型的目的是为政府提供独立的控制系统设计、操纵品质分析和模拟研究能力,以支持未来垂直升力计划。使用多目标优化方法为这两种配置设计了全飞行包线显式模型跟随控制系统,以满足一系列稳定性、操纵品质和性能要求。在美国宇航局艾姆斯垂直运动模拟器的载人模拟实验中,使用一系列高速操纵品质演示机动对这两种飞机的控制律进行了评估。本文讨论了控制律和载人操纵品质评估的结果。模拟实验的结果显示,两种飞机的总体分配操纵品质均为 1 级。
仪表起飞________________________________________________________________20 无线电导航 FMC 开启 ___________________________________________________________21 无线电导航,FMC 关闭_____________________________________________________22 NDB 进近___________________________________________________________________23 全球定位系统 (GPS) 进近 ____________________________________________25 仅使用备用仪表进行异常姿态恢复 _______________________________26 仅使用备用仪表进行机场监视雷达 (ASR) 进近 _________________27 仅使用备用仪表进行精密进近雷达 (PAR) ________________________________________28
本文介绍了一种飞行控制系统的设计程序。基于遗传算法的优化过程用于满足纵向平面的频域操纵品质要求。这些参数被实现为与预期带宽和延迟量级相关的适应度函数。还评估了适应度函数的参数化对搜索和优化过程的影响。针对实际模拟情况获得了增强型飞机的动态响应,并在与参考测试数据进行比较后进行了验证。在将飞行控制系统纳入模拟模型之前和之后估计纵向短期姿态响应的带宽和延迟,并将参数与预期操纵品质水平进行比较。论证了设计过程的可行性,并分析了生成过程的总体性能。 2004 Elsevier SAS。保留所有权利。
已经开发出一种用于飞机飞行控制设计、评估和集成的最先进的计算设施,称为 CONDUIT(控制设计者的统一接口)。本文介绍了 CONDUIT 工具和案例研究应用,用于解决复杂的旋翼和固定翼电传飞行控制问题。介绍了控制系统分析和设计优化方法,包括在 CONDUIT 中定义设计规范和系统模型,以及用于调整所选设计参数的多目标函数优化(CONSOL-OPTCAD)。设计示例基于飞行测试程序,该程序有大量数据可供验证。CONDUIT 用于根据相关的军事操纵品质和控制系统规格分析基线控制律。在这两个案例研究中,CONDUIT 成功地利用了前向回路和反馈动力学之间的权衡,从而显著改善了预期的操纵品质并最大限度地降低了所需的执行器权限。CONDUIT 系统为集成控制系统分析和设计提供了一个新环境,并有可能显著减少控制系统飞行测试优化的时间和成本。
已经开发出一种用于飞机飞行控制设计、评估和集成的最先进的计算设施,称为 CONDUIT(控制设计者的统一接口)。本文介绍了 CONDUIT 工具和案例研究应用,用于解决复杂的旋翼和固定翼电传飞行控制问题。介绍了控制系统分析和设计优化方法,包括在 CONDUIT 中定义设计规范和系统模型,以及用于调整所选设计参数的多目标函数优化(CONSOL-OPTCAD)。设计示例基于飞行测试程序,该程序有大量数据可供验证。CONDUIT 用于根据相关的军事操纵品质和控制系统规格分析基线控制律。在这两个案例研究中,CONDUIT 成功地利用了前向回路和反馈动态之间的权衡,从而显著提高了预期的操纵品质并最大限度地降低了所需的执行器权限。 CONDUIT系统为综合控制系统分析与设计提供了一个新的环境,有潜力大幅减少控制系统飞行试验优化的时间和成本。
开发了一种用于飞机飞行控制设计、评估和集成的最先进的计算设施,称为 CONDUIT(控制设计者的统一接口)。本文介绍了 CONDUIT 工具和案例研究应用,用于复杂的旋翼和固定翼电传飞行控制问题。介绍了控制系统分析和设计优化方法,包括在 CONDUIT 中定义设计规范和系统模型,以及用于调整所选设计参数的多目标函数优化(CONSOL-OPTCAD)。设计示例基于飞行测试程序,该程序有大量数据可供验证。CONDUIT 用于根据相关的军事操纵品质和控制系统规格分析基线控制律。在这两个案例研究中,CONDUIT 成功地利用了前向回路和反馈动力学之间的权衡,从而显著改善了预期的操纵品质并最大限度地降低了所需的执行器权限。CONDUIT 系统为集成控制系统分析和设计提供了一个新环境,并有可能显著减少控制系统飞行测试优化的时间和成本。
我第 40 次 Alexander A. Nikolsky 荣誉演讲和期刊论文的目标是强调过去 50 年飞行控制技术的关键进步,并展示这些进步如何应用和扩展到新型旋翼机:现代高速军用旋翼机、eVTOL 城市空中机动和先进空中机动飞机。这篇期刊论文的第一部分回顾了旋翼机独有的飞行控制技术驱动因素,并强调了过去 50 年在操纵品质要求 (ADS-33)、基于物理的模型、系统识别和飞行控制领域的关键进展。一个中心主题是从时域到频域的转变,旋翼机的闭环响应和设计方法的表征越来越依赖于复杂的反馈控制系统来实现闭环稳定性、干扰抑制,最重要的是全天候操作的闭环操纵品质响应。重点介绍了过去 50 年的频域分析、设计和测试方法,涉及每个学科的关键进展和两个综合成功案例。在本文的第二部分,我们考虑了四种新型旋翼机的主要挑战、进步和未来需要的研究:军用未来垂直升力系列高速旋翼机、基于常规直升机的无人自主系统/城市空中机动、小型电动 VTOL 无人机旋翼机和大型 eVTOL 城市空中机动旋翼机。接下来的部分将探讨这四种新型旋翼机共同面临的挑战和解决方案空间,作为所需研究进展的蓝图。最后,本文回顾一下,从作者作为一名终身飞行控制工程师/研究员、飞行控制技术组负责人和高级技术专家的角度,考虑了经验教训和关键要点。