摘要：系统工程是沟通各工程学科的桥梁,旨在设计和实现复杂系统时优化各个子系统以获得更好的系统行为能力,对无人机系统的设计研发具有重要的指导作用。在无人机系统的众多子系统当中,定位系统为无人机提供准确的位置信息,是后续实现导航和避障功能的基础。面向无人机系统工程,设计一种自主定位系统,包括多传感器系统建模、前端视觉惯性里程计、紧耦合后端优化算法和系统定位结果及环境地图输出4部分,实现在复杂环境下的无人机自主定位,并设计试验验证平台,验证定位系统精度和鲁棒性。实验结果表明,该无人机自主定位系统平均定位误差小于0.07m,满足无人机系统工程设计需求。

摘要：针对地面试验环境下多机协同鉴定性试验的多机联合运行、虚实结合的特点,提出一种基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术。采用虚实结合技术进行试验验证环境架构设计,由半物理飞机(机载设备、少量辅助仿真模型)、核心机飞机(机载系统计算机类设备、补充仿真模型)、数字飞机(任务系统模型、飞行仿真模型)作为验证对象,通过“模型在环”和“以实补虚”的方式,采用鉴定性试验采信流程,结合虚实接口适配技术,克服机载设备或机载系统的缺失或功能不完善影响全系统综合试验开展困难,解决传统的接口级仿真无法在时序、功能逻辑上满足全系统综合试验的需求等问题。实现全流程快速仿真迭代验证,提前发现系统涌现性,给出系统设计优劣的决策判据,支撑系统设计的快速迭代优化,缩减研制周期和成本。

摘要：提出了一种基于单目视觉的车辆屏显式封闭驾驶舱前视视野重现方法。该方法通过准确的离线标定及在多线程并行框架下在线执行单目图像采集、前视图像处理和透视图像显示,可在显示屏上再现低失真度、高流畅度的前视画面。搭建了一套屏显式车辆封闭驾驶舱硬件系统,通过实验室和场地测试,从系统延时、前视视角、图像畸变、车辆高速直行、转弯、避障及驾车体验等方面验证了所提方法的有效性和高效性。该方法可为车辆封闭驾驶舱的后续改进提供良好的理论和实践基础。

摘要：从涡轮结构形式的角度探究了油气涡轮轴向力平衡问题。建立了半开式、开式与闭式3种局部进气裂解油气向心涡轮,通过数值仿真对比分析了设计工况下3种油气涡轮的气动性能与轴向力,并归纳总结了非设计工况下总轴向力随压比的变化规律。仿真结果表明:半开式、开式与闭式油气涡轮的总体气动性能相近但轴向力表现有明显的差别。当涡轮压比发生变化时,开式油气涡轮轴向力稳定性最好,半开式油气涡轮轴向力稳定性最差,闭式油气涡轮轴向力始终是3种油气涡轮中最小的。由结果分析可知,当涡轮压比低于3时,应避免选用半开式油气涡轮,而涡轮压比变化较大时,则宜采用开式油气涡轮,此外,在采用闭式油气涡轮时需要轴承预留足够的轴向载荷裕度。

摘要：飞机综合环控/热管理系统迫切需要建立快捷高效的换热器动态仿真模型,以满足先进控制系统设计需求。基于此,针对板翅式换热器动态模型,提出一种包含2个延迟环节和4个一阶惯性环节的传递函数矩阵形式,并从换热器机理模型出发,利用拉普拉斯变换推导模型中4个时间常数的计算公式,提出基于换热器效率的传热热阻计算关系式的辨识方法,解决了主要模型参数设置难题。以板翅式换热器为研究对象,在Simulink仿真平台搭建其传递函数动态模型,并与AMESim仿真平台搭建的机理模型进行对比分析,结果显示:2种模型所得空气和冷却水出口温度分别随入口温度和质量流量阶跃变化的动态响应曲线吻合很好,其中,4种工况空气和冷却水出口温度最大稳态偏差分别为0.034℃和0.029℃,当冷却水入口质量流量阶跃变化时,空气出口温度动态响应相对偏差最大,为9.27%,当空气入口质量流量阶跃变化时,冷却水出口温度动态响应相对偏差最大,为7.03%。

摘要：无人舰载机在航母舰面的自主定位是实现自主转运、提高驶入/驶出效率的重要前提.其中,如何依靠机载传感设备实现GPS拒止环境下的舰载机自主舰面定位是亟待解决的关键技术.为此,提出了一种基于视觉和激光雷达融合的无人舰载机舰面自主定位算法.该算法通过结合手眼标定和互信息标定方法进行多传感器在线标定,使无人舰载机在面对风浪及航母运行等情况下机身摇晃导致传感器外参标定结果变化后仍能保持稳定运行;引入因子图用于无人舰载机的多传感器位姿联合优化并基于自主转运过程中的运动模型建立了简单高效的传感器失效标准,从而有效地融合了激光雷达和视觉定位结果,使该算法在单个传感器失效的情况下依然可以进行精确的自主定位;最后建立了基于多传感器的舰载机舰面仿真系统对本文算法进行验证,实验结果表明,本文算法在单个传感器失效的情况下定位误差仍维持在0.2m以内,满足实际应用要求.

摘要：为实现无人机蜂群效能的快速评估,提出一种基于ADC(availability dependability capability)系统效能评估和BP神经网络预测的混合模型,以应对无人机蜂群配置和状态的多样性以及效能计算的复杂性。在分析蜂群效能构成要素的基础上,建立包含无人机通用平台能力,系统级能力,以及任务执行能力的能力指标体系。利用ADC法生成蜂群作战效能样本集合,运用BP神经网络构建关于无人机参数和能力指标的综合作战效能评估模型。利用该评估模型实现异构无人机蜂群实例的综合作战效能评估。结果表明:该模型评估误差可达5%以下,基于样本的评估时间可达3h以内,验证了该模型在异构无人机蜂群效能评估中的有效性及高效性。同时,通过分析数量、配置对无人机蜂群综合效能的影响,获得了异构无人机蜂群配置的可行建议。

摘要：针对无人机上舰的使用需求,本文对舰载无人机着舰开展了系统的研究。建立了机-舰-环境综合模型和舰载无人机全自动着舰引导控制系统;基于建立的舰载无人机着舰综合模型对不同海况下的着舰过程进行仿真分析,研究不同海况条件以及航母不同航速和遭遇角对着舰安全的影响。仿真研究表明:在复杂海况下,航母可通过适当提高航速以获得更高的着舰成功率,但过高的航速会导致舰尾流扰动加剧,使得着舰成功率显著下降;通过对仿真结果进行统计分析,给出了不同海况下的着舰安全范围,为无人机着舰辅助决策提供参考。

摘要：现代系统越来越复杂,传统的工程方法往往难以处理这些复杂问题。基于模型的系统工程(MBSE)可以通过建立系统模型、对系统进行分析和仿真等方式来快速、准确地掌握系统的行为和性能,从而有效地解决复杂性问题。系统建模语言(SysML)可以帮助人们清晰地理解和描述系统。以往基于自然语言的系统描述方法很容易出现理解歧义以及表达不准确等问题,因此,基于自然语言处理(NLP)技术的SysML图自动生成是目前极具学术价值的研究领域,然而目前关于此方面的研究仍相对有限。本文提出了一种名为NLP驱动的用例图自动生成方法,简称为NLUCD。首先使用事先制定的语言规则对输入文本进行预处理;然后使用NLP工具进行文本分割、词干提取与词形还原等操作;接着使用微调过的BERT模型进行命名实体识别和句法依赖分析;随后,定义了3组规则来提取用例图中的参与者、用例和关系,与用例图中的元素及其关系相对应;最后,绘图工具完成了对SysML用例图的生成。虽然该方法目前主要适用于英文文本,但该方法为系统设计领域的自动化和智能化提供了新思路和新视角,具有一定的理论和实践价值。

摘要：目的基于感性设计方法对战斗机座舱开展设计研究,探究战斗机座舱的工业设计方法,以提升飞行员的操作感受和用户体验。方法对相关文献进行梳理,厘清感性设计的概念和理论来源;对装备感性设计和飞机座舱的工业设计方法进行文献回顾;针对以技术为主导的战斗机座舱设计,其外观设计受到功能的严格限制。通过构建基于创意感性的战斗机座舱感性设计方法,将“感性”思维融入战斗机座舱的工业设计程序,通过风格意象、主题分析、主题造型化等设计阶段产出设计方案,最后进行验证评估。结论根据感性设计方法对战斗机座舱开展概念设计案例实践,验证了感性设计方法的可行性,为战斗机座舱工业设计提供相应的参考建议。