基于Matlab的液压运动平台控制系统设计

以Matlab为开发工具,设计飞行模拟器液压运动平台控制系统.在建立了控制对象的数学模型后,根据国家军用标准对飞行模拟器运动平台系统的性能要求,使用PID控制方案设计了液压运动平台系统的控制器,利用Matlab语言编写程序求解出了控制系统的最佳控制参数.实际应用表明,该方法具有综合性强、灵活高效等特点,能广泛地应用于飞行模拟器的液压运动平台系统、操纵负荷仿真系统、仿真仪表控制系统的设计和开发.该项研究对控制系统的性能分析及利用PID控制方案设计控制系统具有一定的参考价值.     

基于Matlab的液压运动平台控制系统设计

以Matlab为开发工具，设计飞行模拟器液压运动平台控制系统。在建立了控制对象的数学模型后，根据国家军用标准对飞行模拟器运动平台系统的性能要求，使用PID控制方案设计了液压运动平台系统的控制器，利用Matlab语言编写程序求解出了控制系统的最佳控制参数。实际应用表明，该方法具有综合性强、灵活高效等特点，能广泛地应用于飞行模拟器的液压运动平台系统、操纵负荷仿真系统、仿真仪表控制系统的设计和开发。该项研究对控制系统的性能分析及利用PID控制方案设计控制系统具有一定的参考价值。     

数字式电动操纵负荷系统的研究

飞行模拟器操纵负荷系统是飞行模拟器的重要组成部分,是向飞行员提供操纵力的人感系统。介绍了操纵负荷系统的仿真方法和全数字式操纵负荷系统的工作原理以及电动力伺服加载系统的原理和结构特点,建立了电动驱动数字式操纵负荷系统数学模型,并通过样机试验验证了PID控制算法的有效性,实现了对飞机操纵系统的性能模拟,具有误差小、跟踪性能好的特点。为了验证仿真结果的有效性,在原理样机中进行了力加载实验,实验结果验证了数学模型以及仿真的有效性。     

TMS320C30在力伺服系统中的应用

数字式力伺服系统对控制器的要求较高,采用数字信号处理器TMS320C30设计的力伺服控制器满足了系统高速、高精度控制的要求。在飞行模拟器操纵负荷系统中的应用结果表明该微机控制系统具有很好的性能,较大地提高了操纵负荷系统的品质。     

模糊自适应飞控舵面控制算法研究

基于模糊控制理论研究了飞行控制系统舵面控制的自适应PID控制算法;首先分析了无刷直流电机的工作原理,并基于无助力和不可逆助力飞行操纵系统分别建立了飞控舵机负载及等效转动惯量模型,然后通过模糊推理和优化决策,给出了一种参数在线自整定的模糊PID舵面控制算法;仿真结果表明,模糊自适应PID控制相比传统PID控制,其动态品质和跟踪性能均得到较大改善,提高了舵面控制的快速性和准确性,反映了其良好的自适应性和鲁棒性。     

直升机模拟器操纵负荷系统建模与试验研究

为提高某型直升机飞行模拟器操纵系统操纵力感逼真度,将直升机操纵系统分布参数分段集中化处理,利用最小二乘参数估计法得到其线性模型,并以纵向通道为例建立了杆力-位移模型和电动力伺服加载系统模型。将模型应用于某型直升机飞行模拟器并进行力感试验,试验结果表明,所建立的杆力-位移模型与实装飞机力感特性相吻合,充分证明了杆力-位移模型的有效性,该模型已成功地应用于某型直升机飞行模拟器操纵负荷系统。     

飞行模拟器自动着陆系统的建模与仿真

对飞行模拟器自动着陆系统进行了研究.现有的研究多集中在进近阶段,而对接地、拉平以及复飞阶段的研究不够,或并没有统一在相同的控制结构中,使得自动着陆系统的功能和性能无法满足高等级飞行模拟器的指标要求.为了完善自动着陆控制过程,提出了一个完整的自动着陆系统控制律算法,基于典型飞行控制系统体系结构,分别建立了制导回路和姿态回路的控制模型,并进行仿真.算法结果能够满足自动着陆过程中所有飞行阶段对控制算法的功能要求和性能要求,仿真结果表明了控制算法的有效性.     

飞航导弹自动驾驶仪系统控制方案研究

为了克服飞航导弹运动过程中的非线性、时变性和不确定性对自动驾驶仪系统性能的不良影响,进一步提高导弹的飞行质量,对自动驾驶仪系统及其采用的控制方案进行了研究;首先对系统的整体结构进行了分析,然后在介绍经典PID方案的基础上,分别采用模糊自调整PID方案和神经网络自适应PID方案设计了导弹姿态运动控制器,最后进行了仿真实验;仿真结果的对比展示了所设计控制器良好的品质,验证了将模糊控制和神经网络应用于飞航导弹自动控制中的可行性和有效性,为其它非线性控制理论与导弹传统控制相结合以进一步提高导弹控制系统的性能奠定了基础。     

基于PLC的飞行弹射模拟器控制系统设计

论述了高端全任务模拟器的系统构成及各子系统功能.通过对飞行弹射模拟器(Ejection Seat Training Simulator)控制系统数据需求较为详尽的分析,利用符合PCI总线标准的数据采集卡、运用PLC控制技术和组态软件设计了飞行弹射模拟器的控制系统,并加以实现.具体提出了在VC 开发环境下开发应用程序的方法,给出了弹射控制系统主控流程图.工程实践证明这种设计方法可以缩短开发周期、提高效率,取得良好的经济效益.     

位置扰动性电液力伺服控制系统的复合控制研究

针对位置扰动型电液力伺服控制系统存在非线性、时变性因素的特点,为提高力感跟踪控制精度,提出一种学习前馈模糊自适应PID控制的复合控制策略,将其分别应用于主、副通道上。模糊自适应PID控制自动实现对PID参数的最佳调整,降低被控制对象受负载变化或内、外干扰因素的影响,使操纵负荷控制系统品质指标保持在最佳范围;学习前馈控制实现对多余力的抑制,补偿系统动态不确定性和各种扰动,降低摩擦力对稳态误差的影响,保证了力的跟踪性能。试验结果表明：该复合控制策略能够对位置扰动型电液力伺服控制系统起到良好的控制效果。     

Design and realization of hybrid ACO-based PID and LuGre friction compensation controller for three degree-of-freedom high precision flight simulator

Three degree-of-freedom (3-DOF) high precision flight simulator is a type of key hardware-in-loop equipment in the fields of aeronautics and astronautics. The conventional Proportional–Integral–Derivative (PID) is a widely used industrial controller that uses a combination of proportional, integral and derivative action on the control error to form the output of the controller. It is well known that the undesired phenomena caused by friction can lead to overall flight simulator performance degradation or instability. This paper presents a novel kind of hybrid Ant Colony Optimization (ACO)-based PID and LuGre friction compensation controller for 3-DOF high precision flight simulator. On the basis of introduction of the basic principles of ACO, the controlling scheme design for the 3-DOF high precision flight simulator is presented. Based on the popular LuGre friction model, a novel nonlinear friction compensation controller for 3-DOF high precision flight simulator is also developed. The proposed Lyapunov function proves the robust global convergence of the tracking error. The parameters tuning of PID can be summed up as the typical continual spatial optimization problem, grid-based searching strategy is adopted in the improved ACO algorithm, and self-adaptive control strategy for the pheromone decay parameter is also adopted. Modularization design is adopted in the 3-DOF high precision flight simulator. This software can process the position and status signals, and display them on the friendly interface. Double buffer mechanism is adopted in the communication protocol between lower Industrial Personal Computer (IPC) and upper IPC. The series experimental results have verified the feasibility and effectiveness of the proposed hybrid ACO-based PID and LuGre friction compensation controller.     

基于改进混合遗传算法的二自由度PID控制器设计与应用

针对一般遗传算法存在的不足,提出一种改进的混合遗传算法,并将其应用于二自由度PID控制器参数寻优设计,仿真试验表明,所设计的二自由度PID控制器具有优良的鲁棒特性和抑制外界于扰特性,在仿真转台控制系统设计中获得了良好的控制效果,从而说明了该方法的有效性。     

基于二次稳定的仿真转台鲁棒控制器设计

针对摩擦力矩干扰,系统参数摄动等非线性扰动环节对仿真转台控制系统的影响,提出了基于二次稳定理论的仿真转台鲁棒控制器设计思想。分析了二次稳定理论的基本原理及设计方法,给出了某型飞行仿真转台基于二次稳定的状态反馈控制器和PID鲁棒控制器设计实例。仿真结果表明,基于二次稳定理论的控制器克服了摩擦力矩干扰以及转动惯量摄动对仿真转台的影响,实现了转台转角的精确控制,动态指标优越,满足了高精度飞行仿真转台系统的鲁棒控制要求。     

仿真转台计算机控制系统设计与实现

计算机控制系统是保证仿真转台功能和性能的重要部分,文章结合飞行仿真转台讨论了计算机控制系统的设计问题,比较了单机集中控制、多机集散控制等几种不同结构形式的转台计算机控制系统方案,并以某型仿真转台为背景,采用Dcs机制设计r计算机控制系统,对系统工程实现中的接口线路设计、采样频率选取、程序设计等一系列关键问题进行了讨论,设计结果在转台系统中应用取得了良好效果。     

基于BP神经网络的三轴转台偏航控制

三轴飞行仿真转台系统作为一种非线性、强耦合系统,难以用精确的数学模型进行描述。文中以三轴飞行转台系统中的回转转台伺服控制系统为研究对象,在分析了回转转台的驱动机构一直流无刷电机的数学模型的基础上,对常规PID控制算法和BP神经网络PID控制算法进行了比较分析。对BP神经网络算法和计算流程进行了简介。同时对阶跃和正弦信号进行MATLAB仿真。仿真结果表明,该方法可以实现有效的控制,并且与传统PID算法相比,具有更好的自适应性和鲁棒性。     

基于GSAGA的模糊PID控制在自动油门系统中的应用研究

针对现代民用飞机非线性和时变的特点,设计了一种用于民机自动油门控制系统的模糊PID控制器;模糊控制器以速度跟踪误差及其微分信号作为输入调节PID控制器的比例、积分及微分参数,进而控制油门开度以调节发动机推力,最终实现对速度的控制;文中进一步采用广义自适应遗传算法(GSAGA)对模糊PID控制器的输出因子进行优化,在着陆模态下采用所设计的优化控制策略与传统模糊PID控制进行了对比仿真,仿真结果显示,在民机自动油门控制系统中基于GSAGA的模糊PID控制器的控制效果优于传统模糊控制方法,仿真结果符合飞行品质指标,控制效果良好。     

教学飞行仿真模拟器的开发与应用

飞行模拟器在Windows环境下，用Vc＋＋和Open GL、Open GVS等软件开发工具，采用面向对象的程序设计方法实现仪表仿真、视景仿真、飞行方程仿真和控制台仿真的系统仿真功能。多功能飞行模拟器采用具有真实驾驶杆、油门杆、脚蹬和各种按钮开关的驾驶舱，以一台工控机为主控机外挂几台微机组成，通过网络协议完成实时信息传递，数据交换和条件设置。此设备既具有良好的人机交互功能，又可作为本科生演示和相关专业研究生的实验设备，也可以利用此平台进行仪表、视景等系统的继续开发工作，因此具有良好的可扩展性。     

高空螺旋桨驱动电机控制系统的仿真研究

螺旋桨的负载特性不仅与飞行器的飞行高度相关,还与其驱动电机的转速呈现非线性关系,若驱动电机采用传统的PID控制方法,较难取得理想的控制效果.为了解决这一问题,在分析了驱动电机的数学模型和螺旋桨负载特性的基础上,设计了一种模糊自适应PID控制方法.并在Matlab/Simulink中建立了控制系统的仿真模型,进行了仿真实验.实验结果表明,模糊自适应PID控制方法动静态品质良好、鲁棒性强,控制效果明显优于传统的PID控制器.     

一种航天器推进剂补加飞控模拟器设计

推进剂补加飞控模拟器是飞控中心用来验证推进补加程序和地面测控方案、训练操作人员的模拟仿真系统,为系统演练构造一个尽量逼真的任务环境;提出了一种用于推进剂在轨补加任务准备的飞控模拟器设计,详细介绍了系统结构和原理, 给出了系统信息流向、软件设计,最后对主要技术难点及解决措施进行了说明,该模拟器具有真实性高、通用性高及灵活性高的特点,可以实现对推进剂在轨补加过程的动态模拟,在我国首次推进剂补加任务准备中得到了充分的应用和验证,取得了较好的效果。     

气动力模拟器的实时控制分析与软件设计

飞行器实弹、实机测试前必须先进行地面半实物仿真,而空气动力负载模拟器是半实物仿真系统里的必备设备,主要用来模拟飞行器舵面受到的气动力负载,进而检验控制系统在载荷影响下的控制性能。飞行器一般具有很强的机动性,对应的气动力载荷谱幅值范围大,变化极快,所以气动力模拟器的控制实时性能要求极高,控制周期要快至微秒的水平,对软件设计提出了很高的要求。模拟器系统的测控通道很多,工况需求多样,所以软件架构复杂,需要针对模拟器的工况进行详细设计。本文分析了一个典型的气动力模拟器的控制需求,搭建了软件结构,设计了一个通用的控制软件。