第334章 飞控进化(1/2)
风洞中那场几乎导致模型解体的剧烈震颤,像一道深刻的伤疤,刻在每一个项目组成员的心里。数据记录仪里保存的那段狂暴波形,成为整个团队必须啃下的硬骨头。问题根源被张彬锁定在机体结构与特定气流条件的致命共振上,但这只是诊断,治疗更加艰难。
直接修改机体结构,意味着牵一发而动全身,可能需要重新设计承力框架,那将耗费大量时间,甚至可能动摇整个气动布局的基础。在结构与气动暂时难以大幅改动的前提下,唯一的希望,就落在了飞机的“神经中枢”——飞控系统上。
张彬带着飞控团队,驻扎进了计算中心。房间里堆满了打印出来的数据纸带,黑板上画满了传递函数框图和微分方程。空气中弥漫着熬夜的咖啡味和粉笔灰的气息。他们要在不改变硬件的前提下,通过纯软件的方式,为白帝乙型注入对抗震颤的“免疫力”。
“传统的增益调参和滤波器,对付不了这种频率精准、能量巨大的耦合震颤。”张彬指着黑板上那个87赫兹的尖锐峰值,“它太快,太猛。等我们的控制系统检测到振动再做出反应,机体可能已经承受了数次过载冲击。我们需要一种更聪明、更前瞻的方法。”
他提出了一个超越当时主流飞控设计理念的思路——“主动抑制”。不是被动地响应振动,而是主动地产生一个与震颤信号幅度相等、相位相反的控制指令,去抵消它,如同用声波去抵消噪音。
“这需要我们的飞控系统,能够实时识别出这个特定频率的振动信号,并在一两个毫秒内,计算出抵消它所需的舵面偏转指令。”张彬的目光扫过飞控团队的每一位成员,“这本质上,是一个基于传感器反馈的、快速的数字滤波和相位补偿问题。”
困境立刻凸显。这个思路在理论上是成立的,但落实到代码层面,其计算复杂度远超当前白帝乙型原型机所搭载的、基于分立元件和早期集成电路的机载计算机的处理能力。那台计算机的内存以千字节计,运算速度以万次每秒计,应对常规飞行控制尚可,但要实时运行如此复杂的算法,无异于小马拉大车。
冲突尖锐地体现在软件算法的高要求与硬件计算能力的低下之间。飞控团队的首席软件工程师老赵挠着所剩不多的头发,盯着张彬写出的核心算法伪代码,眉头拧成了疙瘩。
“张顾问,这个递归最小二乘辨识加上自适应陷波滤波的思路……计算量太大了。”老赵指着几个需要大量乘加运算和矩阵更新的环节,“光是这个实时频率跟踪模块,就需要占用我们超过百分之四十的cpu时间和一大半可用内存。这还不算后续相位生成和舵面指令合成的部分。我们的‘算盘’(他们对机载计算机的戏称)打不动这么复杂的账。”
张彬没有坚持原样实现。他深知,在有限的硬件条件下,必须做出妥协和简化。“我们不追求完美的自适应,可以做一个‘半主动’的版本。”他拿起粉笔,开始在原有框架上删减。
“首先,我们锁定目标频率就是87赫兹,允许正负0.5赫兹的跟踪带宽,这样可以简化频率辨识环节。”
“其次,振幅估计模块,我们可以用查表结合线性插值来代替部分实时计算,提前在地面算好不同马赫数、不同攻角下的预估振幅曲线。”
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