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基于飞行品质的直升机带吊挂控制参数优化
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作者 段登燕 刘少兵 张子俊 《直升机技术》 2025年第1期13-18,23,共7页
提出了一种基于飞行品质的直升机外吊挂控制参数优化方案。以UH-60直升机带吊挂纵向通道为例,在显模型控制律的基础上,引入吊挂摆角、摆角速度反馈到操纵输入,形成了直升机带吊挂控制方案。分析了吊挂反馈对直升机带吊挂飞行品质及吊挂... 提出了一种基于飞行品质的直升机外吊挂控制参数优化方案。以UH-60直升机带吊挂纵向通道为例,在显模型控制律的基础上,引入吊挂摆角、摆角速度反馈到操纵输入,形成了直升机带吊挂控制方案。分析了吊挂反馈对直升机带吊挂飞行品质及吊挂摆动阻尼的影响。进而,以最大化吊挂摆动阻尼、最小化飞行品质幅频凹陷值的加权和为目标,以显模型反馈、吊挂反馈系数为设计变量,提出了基于粒子群算法的直升机外吊挂控制参数综合优化方法。在此基础上,优化得到了不同权重下的控制参数。仿真结果验证了控制参数优化方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直升机 吊挂 控制 优化 飞行品质 吊挂阻尼
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“2-lead”多直升机升力系统的气动干扰和性能变化
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作者 丁志伟 段登燕 +2 位作者 赵刚 宣金婷 李建波 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第4期401-419,共19页
参与协同吊挂的直升机属于近距离编队飞行,旋翼尾流之间存在严重的气动干扰,从而带来复杂的气动力学耦合问题。因此在研究性能优化、先进编队控制之前,有必要研究协同吊挂系统的气动干扰及其带来的性能变化。本文以4架纵列式直升机组成... 参与协同吊挂的直升机属于近距离编队飞行,旋翼尾流之间存在严重的气动干扰,从而带来复杂的气动力学耦合问题。因此在研究性能优化、先进编队控制之前,有必要研究协同吊挂系统的气动干扰及其带来的性能变化。本文以4架纵列式直升机组成的“2-lead”队形的协同吊挂系统为研究对象,采用黏性涡粒子/面元法研究直升机协同吊挂系统稳定飞行状态下的性能和流场。其中,系统的稳定飞行状态通过分层配平法得到,涡/面法通过风洞试验数据验证。在此基础上,研究了不同飞行速度及不同直升机相对位置下的系统气动干扰和性能变化。计算结果表明:前飞时,研究对象中前后布置的直升机间存在严重的气动干扰。其中,前进比为0.1时,队列中后方纵列式直升机的前旋翼存在20%的推力损失和15%的功耗增加。当队列中直升机间的纵向距离大于3.5倍旋翼直径D、侧向距离大于0.75倍旋翼直径D,或垂向距离大于0.5倍旋翼直径D时,气动干扰均会大大降低。 展开更多
关键词 多升力 直升机 性能变化 气动干扰 涡方法 编队
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电机-变距螺旋桨动力系统功率优化控制 被引量：12
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作者 段登燕 裴家涛 +1 位作者 祖瑞 李建波 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期74-85,共12页
电动螺旋桨无人机应用越来越普及,但普遍续航时间较短,提高电动力系统效率、降低功率消耗是提高航时的主要措施。电机-变距螺旋桨动力系统(以下简称变距电动力系统)可同时改变转速、桨距两个量,存在桨距和转速的最佳组合,使系统功率最... 电动螺旋桨无人机应用越来越普及,但普遍续航时间较短,提高电动力系统效率、降低功率消耗是提高航时的主要措施。电机-变距螺旋桨动力系统(以下简称变距电动力系统)可同时改变转速、桨距两个量,存在桨距和转速的最佳组合,使系统功率最小。相比电机-定距螺旋桨动力系统,其在耗能方面具有特殊优势,但如何达到最小功率点,目前研究较少。针对上述问题,为提高计算效率,便于控制研究工作的开展,首先基于改进天牛须算法的BP神经网络训练得到变距电动力系统的神经网络代理模型。接着提出了一种变距电动力系统功率优化控制策略:在一定入流速度、拉力需求下,基于自适应扩展卡尔曼滤波-牛顿法实时优化桨距,并在一定桨距下利用模糊PID控制系统转速以达目标拉力,实现目标拉力需求下的最小功率控制。仿真验证结果表明,提出的功率优化控制策略鲁棒性更强、优化速度更快、收敛效果更好。 展开更多
关键词 电动无人机 电动力系统 最小功率控制 自适应扩展卡尔曼滤波 神经网络 改进天牛须算法 模糊PID
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