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直升机单台发动机停车后的飞行轨迹优化
中文名称: 直升机单台发动机停车后的飞行轨迹优化
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论文编号: 3411960收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Research on Optimization of Helicopter Flight Following One-Engine Failure
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 飞行器设计
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 单发失效 飞行轨迹优化 起飞决策点 最优控制 节点配置
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文摘要: 双发及多发直升机单发失效后,直升机飞行(略)由剩余发动机提供,而在某些需要大功率的飞行状态时,如起飞状态、着陆状态等,剩余发动机提供的功率可能满足不了,这就需要对剩余发动机的可用功率进行合理利用.本文提出了直升机单发失效后的最优操纵策(略)优化计算. 首先,建立带偏航运动的直升机点质量模型,然后对状态变量和控制变量进行无量纲处理,因为状态变量和控制变量量值相差较大,这使得优化算法收敛效果变差,所以需要选择适当的缩放因子,最后把直升机单台发动机停车后的飞行轨迹表示成一个最优控制问题,即在考虑直升机性能限制和FAR规范后,指定一个优化性能指标,选择合适(略)然后再解最优控制问题.本文采用直接搜索法和节点配置,将连续动态最优控制问题转换为静态离散的数值优化问题,并对状态和控制变量的约束进行转化. 其次,研究了节点配置法中节点数量和分布对(略)响;然后考虑不同初始条件下,如不同初始速度、初始高度、初始航迹角、初始总重下,分别计算直升机垂直起飞和短距起飞的最优轨迹,分析不同初始条件(略)操纵的影响;同时也研究了直升机垂直起飞和短距起飞决策点确定及直升机重量和惯量对决策点的影...
This paper studies optimal helicopter flight operations in the event (omitted) failure. A three-dimensional point(omitted) a yawing motion of UH-60A has been used to study RTO and CTO from an elevated heliport or from a heliport(omitted)order dynamic of the OEI contingency power is considered. Flight after engine failure are formulated as nonline(omitted) control problems. The performance index is(omitted)in a way that reflects the main parameters to be optimized. Subject to helicopter equations, p...
目录:
第1章 绪论第13-18页
  ·问题的提出第13页
  ·常用起飞和着陆方式第13-15页
    ·短距起飞第13-14页
    ·垂直起飞和着陆第14-15页
  ·发动机失效后的直升机飞行第15页
  ·前人的研究第15-16页
  ·本文的主要工作第16-18页
第2章 直升机运动方程第18-30页
  ·引入假设第18页
  ·地面效应第18页
  ·旋翼需用功率第18-19页
  ·平均诱导速度第19-20页
  ·机身气动力建模第20页
  ·三维运动方程第20-23页
  ·缩放与无量纲化第23-27页
  ·点质量模型第27-30页
    ·带偏航运动的三维点质量模型第27-28页
    ·三维点质量模型第28-29页
    ·二维点质量模型第29-30页
第3章 最优控制问题第30-40页
  ·全发正常工作(AEO)的起飞路径第30-31页
    ·垂直起飞(VTO)第30页
    ·短距起飞(STO)第30-31页
  ·提出问题第31页
  ·FAR 规范第31-32页
  ·路径约束第32-33页
  ·垂直起飞(VTO)第33-36页
    ·取消起飞(RTO)第33-34页
    ·继续起飞(CTO)第34-36页
  ·短距起飞(STO)第36-38页
    ·取消起飞(RTO)第36-37页
    ·继续起飞(CTO)第37-38页
  ·单发失效时的飞行回避区第38-40页
第4章 最优控制问题的计算方法第40-49页
  ·最优控制问题的一般形式第40-41页
  ·最优控制问题的间接搜索法第41-42页
    ·解析算法第41-42页
    ·迭代算法第42页
  ·直接搜索法和节点配置第42-49页
    ·状态和控制变量的参数化第42-44页
    ·控制导数约束第44-45页
    ·微分方程约束第45页
    ·末端约束第45-46页
    ·优化算法第46页
    ·SQP 的约束与松驰变量第46页
    ·SQP 的大迭代第46-47页
    ·SQP 的小迭代第47-48页
    ·SQP 的最优函数第48页
    ·SQP 的不可行约束的处理第48-49页
第5章 单发失效后的最优轨迹第49-77页
  ·垂直起飞第49-67页
    ·取消起飞第49-59页
    ·继续起飞第59-66页
    ·起飞决策点的研究第66-67页
  ·短距起飞第67-73页
    ·取消起飞第67页
    ·继续起飞第67页
    ·起飞决策点的研究第67-73页
  ·飞行回避区的计算第73-74页
  ·最优轨迹的实时显示第74-77页
第6章 总结与进一步研究设想第77-79页
  ·总结第77页
  ·创新点第77-78页
  ·进一步研究设想第78-79页
致谢第79-80页
在学期间发表的学术论文第80-81页
参考文献第81-84页
附录一 UH-60A 直升机数据第84-87页
附录二 直升机运动方程推导第87-92页
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