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无人机合成孔径雷达飞行视景仿真技术研究
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作者 潘雪萍 陈怀民 +1 位作者 吴成富 王倩 《科学技术与工程》 2007年第9期2127-2129,2143,共4页
目前Vega软件能满足多种工程领域的视景仿真开发需求,基于Vega完成了无人机的合成孔径雷达飞行视景仿真。合成孔径雷达(SAR,synthetic Aperture Radar)图像的视景仿真,具有不受光照、天气条件影响的特点,可以全天候、全天时对地观测;还... 目前Vega软件能满足多种工程领域的视景仿真开发需求,基于Vega完成了无人机的合成孔径雷达飞行视景仿真。合成孔径雷达(SAR,synthetic Aperture Radar)图像的视景仿真,具有不受光照、天气条件影响的特点,可以全天候、全天时对地观测;还可以透过地表和植被获取信息,其高分辨率的特点,能够使无人机顺利完成侦察任务。 展开更多
关键词 无人机 合成孔径雷达图像仿真 VEGA
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飞翼无人机保形进排气系统动力数值模拟与流场特性分析 被引量:9
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作者 张乐 周洲 +1 位作者 许晓平 王红波 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期353-360,共8页
利用计算流体力学(CFD)方法,分别针对保形进气道和膨胀尾喷管风洞试验模型进行数值模拟,验证了模拟进排气动力边界条件的可靠性。再基于飞翼布局无人机双发动机布局下隐身与保形设计要求,设计了矩形进气口S弯进气道和圆矩形喷口尾喷管,... 利用计算流体力学(CFD)方法,分别针对保形进气道和膨胀尾喷管风洞试验模型进行数值模拟,验证了模拟进排气动力边界条件的可靠性。再基于飞翼布局无人机双发动机布局下隐身与保形设计要求,设计了矩形进气口S弯进气道和圆矩形喷口尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机进排气系统进行了计算分析,获得了无人机全机气动性能及进排气三维流场特性。研究表明:1进排气使得飞翼无人机升阻特性有所下降,但低马赫数(0.5,0.6)下能改善无人机俯仰力矩特性;2随着马赫数增加,进气道总压恢复系数减小且畸变指数增加,而尾喷管轴向推力系数则升高,且推力性能保持较好;高马赫数(0.7)下进气道特性下降较快,设计时应多考虑飞行包线右边界;3侧滑角对于进气道性能影响较大,而尾喷管推力性能受侧滑角影响较小,设计时应多考虑进气道侧滑影响。 展开更多
关键词 飞翼无人机 保形进气道 膨胀尾喷管 进排气 总压恢复系数 畸变指数 轴向推力系数 流场特性 数值模拟
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飞翼无人机保形非对称尾喷管设计与流场特性 被引量:6
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作者 张乐 周洲 +2 位作者 李盈盈 甘文彪 许晓平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期667-674,共8页
基于飞翼布局无人机隐身与保形设计要求,设计了不同面积比的四边形和圆矩形2类非对称尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机内外流耦合流动进行了计算分析,获得了无人机全机纵向气动性能与尾喷管三维流场特性。结果表明:保形非对称尾... 基于飞翼布局无人机隐身与保形设计要求,设计了不同面积比的四边形和圆矩形2类非对称尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机内外流耦合流动进行了计算分析,获得了无人机全机纵向气动性能与尾喷管三维流场特性。结果表明:保形非对称尾喷管可用于改善飞翼无人机的纵向力矩特性,且圆矩形喷管升阻特性和力矩特性比四边形喷管更优;收敛型喷管(面积比Ar≤1.0)无法在设计点(发动机喷口)而是在尾喷管出口处形成喉道,并在喉道处形成强激波阻滞喷流排出;随着面积比增大,轴向推力系数先增大后减小,存在最佳面积比,而且相同面积比下圆矩形喷管比四边形喷管推力性能更佳;扩张型喷管内激波的强度随着面积比增大变得更强,圆矩形喷管结尾处的激波角比四边形喷管小,喷流阻滞作用更小;对于此类飞翼布局无人机采用面积比为1?2~1?4的圆矩形喷管,将获得较理想的气动性能。 展开更多
关键词 飞翼无人机 保形设计 非对称尾喷管 圆矩形 面积比 流场特性 数值模拟
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无人机视觉导航着陆地标实时检测跟踪方法 被引量:14
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作者 李靖 马晓东 +2 位作者 陈怀民 段晓军 张彦龙 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期294-301,共8页
以改进的中值流跟踪算法为核心,基于上下文信息相关性特点,提出了一种适用于无人机视觉导航定点着陆的着陆地标实时检测跟踪方法。以SURF-Bo W特征来描述样本图像,基于支持向量机(SVM)进行离线分类器训练,用于准确的识别目标,完成跟踪... 以改进的中值流跟踪算法为核心,基于上下文信息相关性特点,提出了一种适用于无人机视觉导航定点着陆的着陆地标实时检测跟踪方法。以SURF-Bo W特征来描述样本图像,基于支持向量机(SVM)进行离线分类器训练,用于准确的识别目标,完成跟踪目标初始化。之后,利用改进后的中值流跟踪算法进行目标跟踪,保证目标跟踪的可靠性、完整性。最后,基于相邻2帧目标相似性原则与线下训练的分类器,设计目标再搜索算法,保证在目标丢失或目标跟踪失败的情况下,仍然能够快速地找回目标,使得整套算法能够长时间准确地跟踪目标。实验结果表明,该算法在目标尺度变化、光照变化及运动模糊等情况下,都能够实时、稳定地跟踪目标。 展开更多
关键词 中值流跟踪算法 上下文信息 SURF-BoW特征 视觉导航 实时跟踪
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无人机螺旋桨气动力设计 被引量:9
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作者 王豪杰 李杰 +1 位作者 付炜嘉 周洲 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期380-385,483,共6页
结合某太阳能无人机总体设计方案要求,完成了无人机动力系统螺旋桨气动力设计任务。采用Glauert提出的片条理论作为螺旋桨气动特性的计算方法,并通过算例验证了该方法的可靠性。为使螺旋桨在电机输出功率约束下、在整个飞行包线范围内... 结合某太阳能无人机总体设计方案要求,完成了无人机动力系统螺旋桨气动力设计任务。采用Glauert提出的片条理论作为螺旋桨气动特性的计算方法,并通过算例验证了该方法的可靠性。为使螺旋桨在电机输出功率约束下、在整个飞行包线范围内维持较高的气动效率,低雷诺数、高升阻比桨叶基本翼型的设计和桨叶角分布的优化设计是关键。对设计结果进行的全面系统的分析评估表明:在不同飞行状态下以及电机额定输入功率范围内,螺旋桨效率始终维持在80%左右,且巡航状态下其效率的最佳点与电机的额定功率完全匹配。 展开更多
关键词 螺旋桨 片条理论 低雷诺数 气动力设计 螺旋桨效率
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飞翼类特殊布局无人机气动力设计研究 被引量:13
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作者 王豪杰 李杰 周洲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期789-793,共5页
文章针对飞翼布局无人机的气动力设计特点,结合某特殊布局方案开展翼型/机翼气动力设计研究。根据文中提出的无尾飞翼布局无人机气动力设计原则,基于CFD方法完成了相应的气动力设计任务。风洞验证试验表明,气动力设计过程所采用的CFD方... 文章针对飞翼布局无人机的气动力设计特点,结合某特殊布局方案开展翼型/机翼气动力设计研究。根据文中提出的无尾飞翼布局无人机气动力设计原则,基于CFD方法完成了相应的气动力设计任务。风洞验证试验表明,气动力设计过程所采用的CFD方法是可靠的,文中所采取的设计思路合理有效。文中设计经验表明,合理的设计思路与可靠的CFD分析工具是成功实现气动力设计任务的有力保障。 展开更多
关键词 飞翼布局无人机 CFD 翼型
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基于察/打一体无人机平台的导弹发射模拟 被引量:4
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作者 许晓平 周洲 +1 位作者 范锐军 王军利 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2010年第5期11-15,共5页
为研究机载导弹发射过程中载机、导弹之间存在的气动干扰特性和导弹运动规律,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将运动嵌套网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常Euler方程... 为研究机载导弹发射过程中载机、导弹之间存在的气动干扰特性和导弹运动规律,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将运动嵌套网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常Euler方程得到流场信息。应用此方法成功模拟了基于察/打一体无人机平台的导弹发射过程,获得了详细的导弹运动速度、运动轨迹和受力情况等丰富的流场信息。算例表明:运动嵌套网格技术处理具有复杂外形、较大相对位移运动问题的能力,发动机推力的影响,载机、导弹之间的气动干扰影响较小。采用计算流体力学方法和运动嵌套网格技术可为研究导弹发射过程提供参考和依据。 展开更多
关键词 数值模拟 导弹发射 运动嵌套网格 非定常 气动干扰
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小型无人机控制逻辑建模及仿真 被引量:4
8
作者 张治生 陈怀民 +1 位作者 吴成富 马松辉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第9期93-97,共5页
无人机的飞行轨迹具有明显的分段特性,且在各飞行段内其飞行状态和控制方式有明显的区别。针对这一特点,可以通过建立飞行全过程的控制逻辑模型实现对无人机的监控任务。Stateflow是一个基于有限状态机理论的图形化离散事件仿真环境,可... 无人机的飞行轨迹具有明显的分段特性,且在各飞行段内其飞行状态和控制方式有明显的区别。针对这一特点,可以通过建立飞行全过程的控制逻辑模型实现对无人机的监控任务。Stateflow是一个基于有限状态机理论的图形化离散事件仿真环境,可以用于控制逻辑建模。利用Stateflow建立了某小型无人机飞行全过程的控制逻辑模型,为无人机的控制逻辑建模提供了新的设计方法。通过对所研究的小型无人机非线性系统模型进行仿真,验证了所建立的控制逻辑模型的正确性。 展开更多
关键词 状态图 控制逻辑 有限状态机 小型无人机
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涡喷发动机用于无人机飞行试验可能性探索 被引量:4
9
作者 潘宏亮 周鹏 康伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期313-317,共5页
弹用涡喷发动机改型作为无人飞行平台动力装置时,首要研究内容之一是发动机控制系统可行性研究。文章在分析某型涡喷发动机控制系统原理的基础上,基于以惯性环节描述的发动机响应模型,对数字电子控制器采用一种PID算法,使发动机转速闭... 弹用涡喷发动机改型作为无人飞行平台动力装置时,首要研究内容之一是发动机控制系统可行性研究。文章在分析某型涡喷发动机控制系统原理的基础上,基于以惯性环节描述的发动机响应模型,对数字电子控制器采用一种PID算法,使发动机转速闭环控制系统的响应速度与发动机气动热力过程响应速度一致,控制量不超调。文中进行了实物在环仿真验证试验。仿真结果表明了控制系统可行性,采用变参数PID控制规律,能实现不同飞行条件和工况下的发动机转速闭环控制。该算法结构简单,通过发动机非线性气动热力模型易于获取控制参数。 展开更多
关键词 无人机 涡喷发动机 PID控制 实物在环仿真
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基于全球鹰无人机的机翼油箱输油方案研究 被引量:4
10
作者 唐毅 祝小平 周洲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期341-346,共6页
文章针对全球鹰高空长航时飞机设计了机翼油箱的三种输油方案,建立了燃油系统仿真模型。对三种输油方案模型进行了稳态和瞬态仿真,通过对三种机翼油箱输油方案的节点压力、输油流量及供油泵出口压力的比较,分析了不同输油方案的优缺点,... 文章针对全球鹰高空长航时飞机设计了机翼油箱的三种输油方案,建立了燃油系统仿真模型。对三种输油方案模型进行了稳态和瞬态仿真,通过对三种机翼油箱输油方案的节点压力、输油流量及供油泵出口压力的比较,分析了不同输油方案的优缺点,该研究对高空长航时类飞机燃油系统的研究具有实用的参考价值。 展开更多
关键词 高空长航时无人机 飞机燃油系统 输油方案 机翼油箱
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基于Simulink的无人机空中地面一体化建模方法研究 被引量:3
11
作者 马松辉 吴成富 王鹏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期838-842,共5页
为了解决无人机起降阶段滑跑建模问题,提出了基于Simulink的无人机空中地面一体化建模框架和方法。通过气动作用力和地面作用力在力和力矩这一级的综合,实现了无人机六自由度空中、地面建模仿真的无缝衔接;利用Simulink模型线性化技术,... 为了解决无人机起降阶段滑跑建模问题,提出了基于Simulink的无人机空中地面一体化建模框架和方法。通过气动作用力和地面作用力在力和力矩这一级的综合,实现了无人机六自由度空中、地面建模仿真的无缝衔接;利用Simulink模型线性化技术,得到滑跑线性化模型;还研究了停机状态的建模问题,实现了无人机空中飞行、地面滑跑、停机的全过程仿真。最终,基于某电动无人机给出仿真试验结果说明了该建模方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 飞行仿真 自动起降 滑跑建模 SIMULINK
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包含导弹射流的察/打无人机导弹发射过程仿真 被引量:2
12
作者 朱冰 祝小平 +1 位作者 许晓平 熊磊 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期598-603,共6页
为研究无人机机载导弹发射过程中载机——导弹之间存在的气动干扰特性、导弹运动规律和导弹射流对无人机的冲击,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将非结构动网格技术应用于机载导弹发射问... 为研究无人机机载导弹发射过程中载机——导弹之间存在的气动干扰特性、导弹运动规律和导弹射流对无人机的冲击,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将非结构动网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常N-S方程得到流场信息。通过算例,验证了上述数值方法在处理具有复杂外形、较大相对位移运动问题的能力。计算结果表明,由于导弹发动机推力的影响,载机、导弹之间的气动干扰作用时间较短,影响较小。在一定条件下导弹高温射流对无人机安全会构成威胁。 展开更多
关键词 数值模拟 打无人机 导弹发射 非结构动网格 非定常过程 射流冲击
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高空长航时无人机燃油系统设计与仿真 被引量:7
13
作者 蔡天赐 祝小平 +1 位作者 周洲 唐毅 《科学技术与工程》 2011年第13期2999-3003,3028,共6页
针对某型高空长航时无人机的燃油系统进行设计,对其各部分的组成、原理及作用进行系统的分析。根据方案要求在满足重心要求的情况下,对本机的燃油可用空间做出了详细的布置。计算在燃油消耗下的飞机重心变化,提出了分散调油的输油方案,... 针对某型高空长航时无人机的燃油系统进行设计,对其各部分的组成、原理及作用进行系统的分析。根据方案要求在满足重心要求的情况下,对本机的燃油可用空间做出了详细的布置。计算在燃油消耗下的飞机重心变化,提出了分散调油的输油方案,解决了在给定重心活动范围的情况下供油顺序设计问题,并对飞机机翼油箱输油过程进行仿真研究。利用流体仿真软件FLOWMASTER对燃油系统进行建模与分析。对高空长航时无人机动力及燃油系统的应用具有很高的应用价值,也为此类型无人机燃油系统的设计和优化提供了理论方法。 展开更多
关键词 无人机 燃油系统 供油顺序
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基于PSO神经网络的察/打无人机武器发射过程参数预测 被引量:1
14
作者 朱冰 祝小平 +1 位作者 周洲 熊磊 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期177-180,共4页
为预测察/打无人机导弹发射过程机身温度,提出一种基于PSO神经网络的预测算法。为了寻求RBF神经网络的最优结构,建立了开关型RBF神经网络,并采用PSO算法寻求开关型神经网络的开关值和网络参数。实验结果表明,该算法生成的虚拟函数能够... 为预测察/打无人机导弹发射过程机身温度,提出一种基于PSO神经网络的预测算法。为了寻求RBF神经网络的最优结构,建立了开关型RBF神经网络,并采用PSO算法寻求开关型神经网络的开关值和网络参数。实验结果表明,该算法生成的虚拟函数能够较好的反映参数的内在联系,提高了数值仿真效率。预测结果对察/打无人机武器发射安全性论证有重要价值。 展开更多
关键词 察/打无人机 武器发射 RBF神经网络 PSO算法 参数预测
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基于凯恩方程的无人机伞降回收动力学建模与仿真 被引量:8
15
作者 吴翰 王正平 +1 位作者 周洲 王睿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1256-1265,共10页
在无人机的伞降回收过程中,无人机与降落伞一直都处于实时的动平衡状态,两者在伞降回收过程中的耦合关系及其复杂,因此很难建立精准的无人机伞降回收动力学模型。针对该问题,将伞降回收系统划分为降落伞和无人机分别进行处理。针对时变... 在无人机的伞降回收过程中,无人机与降落伞一直都处于实时的动平衡状态,两者在伞降回收过程中的耦合关系及其复杂,因此很难建立精准的无人机伞降回收动力学模型。针对该问题,将伞降回收系统划分为降落伞和无人机分别进行处理。针对时变对象降落伞,通过阻力面积随充气时间的变化关系建立其动力学模型。针对无人机,首先,基于多体动力学思路,将其划分为左右机翼和机身的多体系统,通过平板绕流系数优化其伞降过程中的大迎角动力学模型;然后,通过偏速度矩阵将各体的动力学模型引入伞降回收系统质心;最终,基于凯恩方程推导并建立了伞降回收系统六自由度模型,并引入海拔高度和风力对无人机伞降回收的影响。通过数值仿真与实验数据的对比,可以发现两者具有较好的一致性,该动力学模型能够为无人机的伞降回收提供指导。 展开更多
关键词 伞降回收 飞翼无人机 凯恩方程 多体系统 动力学建模
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侦察/打击一体化无人机对地攻击控制系统设计 被引量:6
16
作者 王玄 祝小平 《科学技术与工程》 2011年第12期2729-2733,共5页
自动攻击系统是侦察/打击一体化无人机控制体系的一个关键技术。基于空地导弹模式,设计了无人机自动攻击系统的结构配置,和传统的耦合器结构形式不同,该配置结构直接将火控系统和飞控系统联系起来,简化了综合控制系统的结构。仿真结果表... 自动攻击系统是侦察/打击一体化无人机控制体系的一个关键技术。基于空地导弹模式,设计了无人机自动攻击系统的结构配置,和传统的耦合器结构形式不同,该配置结构直接将火控系统和飞控系统联系起来,简化了综合控制系统的结构。仿真结果表明,用该系统实行无人机对地自动攻击可获得良好的性能。 展开更多
关键词 侦察/打击一体化 无人机 自动攻击 空地导弹
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基于ADAMS的无人机空中发射动力学仿真及分析 被引量:1
17
作者 张少江 童小燕 +1 位作者 姚磊江 张伟 《弹箭与制导学报》 北大核心 2020年第2期29-31,共3页
提出一种新型无人机空中旋转发射总体方案,并利用三维实体建模软件CATIA和动力学仿真软件ADAMS联合建立载机、无人机、发射架等的实体三维模型;对空中发射无人机过程进行了动力学仿真,得到了在给定发射初速度条件下无人机质心位移的变... 提出一种新型无人机空中旋转发射总体方案,并利用三维实体建模软件CATIA和动力学仿真软件ADAMS联合建立载机、无人机、发射架等的实体三维模型;对空中发射无人机过程进行了动力学仿真,得到了在给定发射初速度条件下无人机质心位移的变化曲线和无人机顶点与货舱底面垂向距离变化曲线,分析了空中发射无人机方案的可行性。分析结果表明:无人机在0.19 s可以出舱,且在整个过程中无人机与货舱不会发生碰撞,无人机可以安全离开载机。 展开更多
关键词 ADAMS 动力学仿真 空中发射 无人机
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飞翼布局矢量推力无人机容错控制研究 被引量:2
18
作者 陈卓英 陈怀民 王永康 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期990-996,共7页
飞翼布局无人机利用多组气动舵面产生所需要的控制力和力矩,属于典型的过驱动系统;多组操纵舵面赋予其较高冗余配置的同时也使舵面故障率成倍增加。对横航向静不稳定的飞翼无人机而言,操纵面故障带来的力矩失衡会严重影响飞行安全,故以... 飞翼布局无人机利用多组气动舵面产生所需要的控制力和力矩,属于典型的过驱动系统;多组操纵舵面赋予其较高冗余配置的同时也使舵面故障率成倍增加。对横航向静不稳定的飞翼无人机而言,操纵面故障带来的力矩失衡会严重影响飞行安全,故以升降、方向舵损伤故障为例,提出一种气动为主,矢量推力为辅的控制分配方法;利用二元矢量偏转机构产生矢量推力,补偿损伤执行机构舵效,释放舵面控制裕度,恢复飞机操纵性;在气动舵面损伤的故障下,实现无人机的稳定控制。 展开更多
关键词 矢量推力 飞翼布局 舵面损伤 控制分配
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基于动态嵌套网格技术的机载武器投放研究 被引量:7
19
作者 许晓平 周洲 +1 位作者 范锐军 王军利 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1241-1246,共6页
为研究机载武器投放过程中机、弹气动干扰特性及航弹运动规律,采用计算流体力学(CFD)方法对机载武器投放过程进行数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,通过动态嵌套网格技术模拟航弹运动,在求解非定常Euler方程时引入广义极小残余方法(G... 为研究机载武器投放过程中机、弹气动干扰特性及航弹运动规律,采用计算流体力学(CFD)方法对机载武器投放过程进行数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,通过动态嵌套网格技术模拟航弹运动,在求解非定常Euler方程时引入广义极小残余方法(GMRES),成功模拟了基于察/打一体无人机平台的航弹自由投放过程,获得了详细的包括弹体运动速度、空间轨迹和受力情况等在内的丰富的运动信息。通过算例,验证了本文发展方法的有效性和合理性。计算结果表明:投放过程中,载机气动力受航弹影响较小,而航弹受载机气动干扰影响较大;航弹所受的气动干扰主要来自投放初期,随着弹体的下落和距载机距离的增加,气动干扰影响逐渐渐弱。 展开更多
关键词 流体力学 数值模拟 外挂物投放 动态嵌套网格 广义极小残余法 气动干扰
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稀疏阵列微波暗室成像实验研究 被引量:6
20
作者 侯颖妮 李道京 +2 位作者 洪文 李南京 张麟兮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期2258-2262,共5页
为了在实际条件下验证稀疏阵列孔径综合方法可以避免稀疏阵旁瓣较高的问题,以及基于压缩感知理论的成像算法可以对具有稀疏特性的目标进行重建,开展了微波暗室实验。针对实验中的阵列误差,给出了具体的校正方法。通过实验数据处理证明... 为了在实际条件下验证稀疏阵列孔径综合方法可以避免稀疏阵旁瓣较高的问题,以及基于压缩感知理论的成像算法可以对具有稀疏特性的目标进行重建,开展了微波暗室实验。针对实验中的阵列误差,给出了具体的校正方法。通过实验数据处理证明了阵列误差校正方法、稀疏阵列孔径综合方法以及基于压缩感知理论成像算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 微波成像 稀疏阵列天线 阵列误差 压缩感知 微波暗室
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