摘要:针对空间自旋或章动运动的非合作目标运动感知与估计问题，给出了一种基于序列图像的运动测量与状态估计方法。所给出的方法由两部分组成：（1）采用立体视觉测量目标三个非共线的特征点，建立目标参考系并实现相对姿态的测量；（2）采用目标运动学和动力学方程，推导了扩展卡尔曼滤波器，实现目标角速度和惯量比的估计。最后，分别给出了数学仿真和物理试验：（1）利用数学仿真验证了所给出的卡尔曼滤波估计算法在不同目标运动情况下的收敛性；（2）利用机械臂模拟目标的自旋运动，利用双目相机采集目标运动图像，试验结果验证了所给出的运动测量与状态估计方法可以连续的给出目标角速度的精确估计。

摘要:引导与控制是舰载机自动着舰的关键技术，为此本文对该技术进行综述。给出了舰载机进场航线和几种着舰工作模式，概述了基于跟踪雷达的着舰引导系统和基于卫星的着舰引导系统的工作原理及关键技术，着重分析了自动着舰的几种控制技术，包括控制律设计技术、直接力控制技术、推力矢量控制技术、甲板运动预估与补偿技术、舰尾气流抑制技术、动力补偿技术以及着舰安全控制技术。最后，从多系统集成着舰控制技术、多体制融合着舰引导技术两方面对自动着舰引导与控制技术进行了展望。

摘要:随着现代海战向立体化、多层化发展，舰载直升机以其垂直起降、定点悬停等优势成为未来海战武器装备的重要组成部分，而着舰引导与控制是舰载直升机的关键技术。本文对直升机着舰引导技术与着舰控制技术的研究进展进行概述，着重概述和分析了着舰引导技术中的雷达、卫星、视觉、光电引导技术。其次对舰载直升机着舰的环境影响因素、综合流程以及应用现状进行概述分析，最后对舰载直升机着舰技术进行了展望。

摘要:针对不确定性元器件失效率对动态系统失效概率影响程度的度量问题，研究了动态系统元器件失效率的重要性分析方法。分析了不确定性情况下动态系统失效概率的特点；依据Borgonovo的矩独立灵敏度分析思想，提出了两种新的矩独立不确定性重要性测度，给出了基于蒙特卡罗数值仿真的一般求解方法，分别用来分析系统工作时间给定和在区间变化两种情况下元器件失效率不确定对系统失效概率分布函数的贡献程度；建立了重要性测度的高效算法，通过稀疏网格积分技术将多元函数的积分问题转化成一元函数积分的张量积组合，通过Edgeworth级数方法将响应量分布函数的求解问题转化为基于其前四阶矩的失效概率估计，从而有效降低了功能函数的调用次数，提高了重要性测度的求解效率。最后，通过两个算例验证了所提方法的合理性和算法的高效性。

摘要:针对故障下高超声速飞行器安全再入飞行问题，考虑控制系统存在各种不确定性参数、干扰和力矩故障，进行高超声速飞行器再入自适应容错制导控制一体化（Integrated guidance and control，IGC）设计。首先，针对分离通道的制导与控制（Separate channel integrated guidance and control，SCIGC）模型设计无法同时协调制导和控制系统容错能力的问题，考虑制导环和姿态环之间关系并建立制导控制一体化模型；然后，针对一体化模型设计自适应滑模Backstepping容错控制器，并采用Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型在线逼近由未知参数和加性故障引起的复合干扰项；最后，基于Lyapunov稳定性定理设计参数自适应律在线更新容错控制器，同时引入投影算子防止参数漂移以保证参数处于合理区间，从而完成自适应容错制导控制一体化方案设计。在飞行器故障条件下，通过IGC与SCIGC控制策略的仿真对比，验证了自适应容错IGC控制策略的有效性和优越性。

摘要:机场离港运行的无序化造成滑行过程中的长时间排队等待及大量燃油浪费。为了减少燃油消耗和废气排放，在已有的动态推出控制策略基础上提出了阶梯函数控制策略（Step function，SPC）和非线性函数动态推出策略（Nonlinear function，NPC）的一般形式，以离港成本为目标，建立了基于停机位等待惩罚的动态推出控制模型，在不延误的前提下提出了一种基于网格参数优化的蒙特卡洛仿真优化算法。通过北京首都机场实际运行数据对推出过程进行仿真计算，并与无控制策略以及传统N-control策略的最优可达解进行仿真对比，结果表明：在不延误的前提下，提出的推出策略可以更加有效地降低平均滑行道滑行时间，NPC策略的离港运行成本和燃油成本可降低45.52%和54.23%，SPC虽然成本节省劣于NPC策略，但是其简单的操作方式可以为离港推出调度方式的改进提供决策支持。

摘要:基于多项式理论，研究了鲁棒D域稳定和评估空间自适应网格划分方法。在传统只分析单个不确定性参数对动态系统稳定性影响的基础上，实现了多个不确定参数同时摄动对系统稳定性的评估。基于该方法，以一种轴对称飞行器为研究对象，完成了在多种参数组合摄动下的纵向控制律稳定性评估，评估结果直观精确的显示了该飞行器纵向稳定和不稳定区域。

摘要:针对二维翼段阵风载荷减缓主动控制，设计了阵风发生器，以在垂直来流方向产生稳定的简谐流场。设计了次最优控制器，并考虑沉浮、俯仰方向的阻尼不确定因素以及超声电机建模时存在的误差，设计了H_∞控制器。数值仿真与风洞实验表明：两种控制器均能对二维翼段阵风载荷起到减缓的作用。通过对比两种控制器的阵风载荷减缓效率发现：虽然在数值仿真中次最优控制器比H_∞控制器具有更好的减缓效果，但风洞实验中H_∞控制器的减缓效果更好，且实验结果与仿真结果更加吻合。

摘要:进行有效的飞行边界保护控制有利于预防飞行失控。研究了一种基于线性参数变化（Linear parameter varing，LPV）模型参考自适应飞行边界保护控制方法。基于函数替换方法构建了仿射参数依赖LPV飞行动力学模型，通过调度变量的动态变化来减小与全量非线性动力学模型的失配。将实时飞行边界保护转为有约束广义预测控制问题，设计了数值算法以实现对舵偏角控制量及其增量、飞行状态参数的边界保护。通过仿真分析表明，LPV模型能够较好地逼近全量模型，反映出瞬时飞行动态；通过有约束广义预测控制数值算法能够有效地实现飞行边界的保护控制。

摘要:为提供舵面需用功率的计算依据，对工程作动器的设计提供理论支撑，提出了一种飞机升降舵需用功率的计算方法，通过不同类型飞机实例进行计算。首先，针对不同种类的工况进行阐释，并详述速率计算所用的评价准则；然后，提出带载荷平均速率计算方法步骤，分析铰链力矩特性；最后，通过计算空载速率，分析舵面需用功率，并进行计算分析。计算结果表明，该方法计算出的需用功率不仅保证稳定裕度，且与舵面载荷具有理论相关性，设计结果安全合理，对工程设计具有实用指导意义。

摘要:在Ma=0.6来流条件下，针对三维离散式圆柱粗糙元诱导NACA0012翼型边界层转捩问题开展了直接数值模拟（Direct numerical simulation，DNS）和油膜干涉风洞实验研究，分析了粗糙元诱导转捩的机理及粗糙元高度和相邻粗糙元间距对转捩位置的影响。结果表明，翼型表面粗糙元能够通过诱导出三维∧涡和马蹄涡促进边界层转捩，达到转捩控制的效果。粗糙元高度和相邻粗糙元间距对边界层转捩有影响，且增加粗糙元高度和减小相邻粗糙元间距能够促进转捩。粗糙元高度对转捩的影响大于粗糙元间距，且对粗糙元后方区域影响大，对相邻粗糙元中间区域影响小。

摘要:为了能在倾转旋翼机单发失效轨迹优化的研究中考虑到驾驶员的反应特性，建立相应的增广飞行动力学模型并进行计算分析。首先，以倾转旋翼机基本纵向刚体飞行动力学模型为基础，建立旋翼拉力系数、旋翼后倒角与操纵杆量之间的关系，并引入延迟环节、惯性环节和操纵速率限制来模拟驾驶员的反应特性，形成适用于倾转旋翼机单发失效轨迹数值优化研究的增广飞行动力学模型。然后，采用直接转换法将轨迹优化对应的最优控制问题转化为非线性规划问题进行求解。最后，以XV-15倾转旋翼机为样机，计算短距起飞单发失效后的最优着陆过程，并与相关文献结果进行对比。对比结果表明：考虑驾驶员的反应特性后，优化得到的状态量、需用功率、拉力系数和旋翼后倒角变化更加柔和，着陆时间和距离有所延长，操纵杆量变化更加合理。除此之外，随着驾驶员感知延迟时间增加，最优着陆过程所需时间会增加，且着陆时触地速度也会增大，但操纵量变化趋势基本一致。考虑驾驶员反应特性的倾转旋翼机单发失效轨迹优化可以为驾驶员实施安全着陆提供更加有用的依据。

摘要:为探索大型机场停机位指派问题综合现实有效的解决方法，分析了停机位指派过程设计的利益主体，以最小化航空公司运行成本、最小化旅客步行距离、最小化航班冲突概率同时最大化航空公司之间的公平性为目标，建立大型机场停机位多目标指派模型。采用第2代非支配排序遗传算法（Non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，NSGA-Ⅱ）对模型进行仿真验证，该算法可以对多目标问题进行更高效的求解。分析不同迭代次数下的Pareto前沿解集的特性，并将优化解与随机指派结果进行对比，验证了该模型和算法的有效性。

摘要:下滑信标是仪表着陆系统的重要组成部分，为进近中的航空器提供垂直方位引导。进行障碍物对下滑信标信号影响的精确分析可以为导航台站选址及解决导航台运行中存在的问题提供理论依据。本文基于物理光学-物理绕射理论（Physical optics-physical theory of diffraction，PO-PTD）算法，结合空客A320-200型客机以及机场三维模型对下滑信标的下滑道结构影响进行了静态分析。在静态分析的基础上，对飞机在滑行道上滑行且五边上有飞机进近时的影响进行了动态研究，找出了某机场飞行员长期反映的下滑道信号不稳问题的原因。动态研究数据与飞行校验结果进行了比对并与飞行校验结果吻合。

摘要:可靠性、经济性和环保性是民用飞机设计必须考虑的运营要求，通过系统研究签派可靠度估算模型、全寿命周期成本和碳排放量模型，构成多目标函数。同时，根据民用飞机实际运营中需要满足的性能要求，建立约束限制条件，最终形成多目标优化模型，然后采用遗传算法实现对优化模型的寻优计算。以A320机型为例，针对不同设计目标进行优化计算。优化结果表明遗传算法的优化方法可行，可为民用飞机概念设计参数的选取提供参考。

摘要:随着国产运输类飞机的研制成功并逐步投入使用，建立国产运输类飞机持续适航事件根原因分析流程和方法的标准、规范国产运输类飞机持续适航事件根原因分析活动将有助于持续改进国产运输类飞机的设计，提高国产运输类飞机的安全水平。通过对运输类飞机持续适航事件根原因分析流程和方法进行比较分析，运用结构化的根原因分析工具对典型事故案例开展具体分析，对国产运输类飞机持续适航事件根原因分析提出建议：综合欧美成熟的根原因分析经验和国产运输类飞机的现有特点深入优化根原因分析的方法和流程；开发相应的根原因辅助分析软件优化根原因分析过程和最优纠正措施的识别。

摘要:为了提高工业机器人标定过程中参数辨识的鲁棒性，提出了一种基于抗差估计的运动学参数标定方法。首先基于D-H模型建立了末端位姿误差模型，同时分析了等价权函数，然后利用激光跟踪仪测量机器人基坐标系和末端位姿，最后结合IGG3权因子函数利用抗差最小二乘法辨识了运动学参数。实验表明，机器人绝对定位的RMS误差由补偿前的0.87 mm降低到补偿后的0.21 mm，相较于传统的最小二乘辨识算法，此标定方法拟合精度更高且鲁棒性更强。

摘要:针对磨料气射流加工技术在常温下无法加工聚二甲基硅氧（Polydimethylsiloxane，PDMS）等聚合物材料的问题，提出了低温磨料气射流加工PDMS等聚合物材料的设想。设计了一套低温磨料气射流加工装置，通过改变浸没在液氮中的蛇形管长度，可以得到不同温度的低温磨料气射流。建立了蛇形管长度计算的数学模型，通过实验验证了该模型的可行性，为以后对低温磨料气射流加工进行更深入的研究奠定了基础。用不同温度的磨料气射流加工PDMS，发现常温下磨料气射流无法加工PDMS，而低温下可以进行加工。低温下加工PDMS可以提高孔的横截面质量，材料去除机理为塑性去除和脆性去除的结合。

摘要:为解决小半径弯管内侧起皱、外侧减薄的成形缺陷，提出了一种弯胀复合成形的方法。通过几何关系解析了初始弯曲半径和初始管坯直径与最终管径和最终弯曲半径之间的关系，确定了初始弯曲半径的取值范围。采用有限元与实验相结合的方式研究了不同初始弯曲半径对零件壁厚分布的影响，分析了胀形过程中零件弯曲处及直壁处的变形规律。最终发现：初始弯曲半径越大，零件的最终减薄越小，胀形过程中弯曲处内外侧发生均匀减薄，直壁处内侧减薄明显大于外侧减薄。

摘要:为了得出水泥稳定碎石基层早期温度场以及收缩应变的变化规律，借助ABAQUS有限元软件，对水泥稳定碎石基层结构建立三维有限元模型，并与某已建公路试验路段的测量数据对比，确定模型的可靠性。结果表明：水泥稳定碎石收缩应变在7 d后基本与温度负相关，温度降低，收缩应变增加；水泥稳定碎石基层厚度的变化对基层温度场和收缩应变的影响较大；基层层顶与层底的温度差随着厚度的增加逐渐增大；基层内的平均收缩应变随着厚度的增加逐渐减小。