直升機(jī)單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后的飛行軌跡優(yōu)化.pdf

1、雙發(fā)及多發(fā)直升機(jī)單發(fā)失效后，直升機(jī)飛行所需要的功率由剩余發(fā)動(dòng)機(jī)提供，而在某些需要大功率的飛行狀態(tài)時(shí)，如起飛狀態(tài)、著陸狀態(tài)等，剩余發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率可能滿足不了，這就需要對(duì)剩余發(fā)動(dòng)機(jī)的可用功率進(jìn)行合理利用。本文提出了直升機(jī)單發(fā)失效后的最優(yōu)操縱策略及飛行軌跡優(yōu)化計(jì)算。 首先，建立帶偏航運(yùn)動(dòng)的直升機(jī)點(diǎn)質(zhì)量模型，然后對(duì)狀態(tài)變量和控制變量進(jìn)行無(wú)量綱處理，因?yàn)闋顟B(tài)變量和控制變量量值相差較大，這使得優(yōu)化算法收斂效果變差，所以需要選擇適當(dāng)?shù)目s放因

2、子，最后把直升機(jī)單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后的飛行軌跡表示成一個(gè)最優(yōu)控制問(wèn)題，即在考慮直升機(jī)性能限制和FAR規(guī)范后，指定一個(gè)優(yōu)化性能指標(biāo)，選擇合適的路徑約束，然后再解最優(yōu)控制問(wèn)題。本文采用直接搜索法和節(jié)點(diǎn)配置，將連續(xù)動(dòng)態(tài)最優(yōu)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)換為靜態(tài)離散的數(shù)值優(yōu)化問(wèn)題，并對(duì)狀態(tài)和控制變量的約束進(jìn)行轉(zhuǎn)化。 其次，研究了節(jié)點(diǎn)配置法中節(jié)點(diǎn)數(shù)量和分布對(duì)最優(yōu)軌跡的影響；然后考慮不同初始條件下，如不同初始速度、初始高度、初始航跡角、初始總重下，分別計(jì)算直升機(jī)垂

3、直起飛和短距起飛的最優(yōu)軌跡，分析不同初始條件對(duì)最優(yōu)軌跡和操縱的影響；同時(shí)也研究了直升機(jī)垂直起飛和短距起飛決策點(diǎn)確定及直升機(jī)重量和慣量對(duì)決策點(diǎn)的影響；在基于最小化回避區(qū)面積的性能指標(biāo)下進(jìn)行了單發(fā)失效的低速飛行回避區(qū)的確定。 最后，由于直升機(jī)數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性，這給實(shí)時(shí)優(yōu)化計(jì)算帶來(lái)很大困難，本文研究了地面計(jì)算機(jī)計(jì)算的最優(yōu)軌跡如何在機(jī)載計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示，對(duì)飛行員的操縱提供參考，即把不同初始條件得到的最優(yōu)軌跡曲線進(jìn)行傅立葉部分級(jí)數(shù)化，得到