基于增量动态逆的倾转旋翼飞行器飞行控制律设计

针对非线性动态逆控制对模型精确度要求高、鲁棒性差的特点,设计了基于增量非线性动态逆方法的倾转旋翼飞行器全模式飞行控制律。在倾转旋翼飞行器动力学模型的基础上推导出增量动态逆控制律,针对倾转旋翼飞行器操纵存在冗余的特点,在增量动态逆算法的基础上引入舵面控制分配算法;提出一种实时解算控制效率B阵的方法,并设计了一种能够降低对精确数学模型依赖的全模式控制律。通过仿真验证了所提算法对倾转旋翼飞行器控制的有效性。     

基于动态逆的无人机飞行控制律设计

针对无人机机动飞行时系统呈现为非线性和高耦合的特点,提出一种采用动态逆控制无人机内回路的设计方法。通过数学解析的方法直接解算出逆模型,消除系统的非线性因素和实现各通道解耦,并结合无人机飞行控制时频域控制需求,给出了样例无人机过载和滚转角控制外回路设计结果。样例无人机非线性环境中的仿真结果表明:基于动态逆的滚转角和过载控制器的时频域品质能满足无人机的飞行控制需求。     

基于小型飞行器的动态逆控制方法研究

小型飞行器独特的气动外形、复杂的作战使命对飞行控制系统提出了苛刻的要求。近年来，动态逆控制方法在工程界获得了普遍应用，并成功用于多种飞行器的控制系统设计中。文中就动态逆方法作了论述。研究了应用动态逆控制方法的设计途径。分析了用于神经网络动态逆控制的几种神经网络模型，提出了用于小型飞行器的动态逆控制方案。最后，指出了未来飞行控制系统动态逆设计的发展方向。     

基于伪控制隔离器的导弹控制方法研究

针对直接力/气动力复合控制导弹的参数严重不确定和多操纵机构的耦合问题,文中利用动态逆控制器适应系统的非线性要求,并用神经网络补偿动态逆控制系统所需要精确模型的不足,考虑到作动器的位置/速率饱和和延时的情况,增加了伪控制隔离器,以解决神经网络由于作动器的各种异常出现适应性困难的问题。最后通过仿真实验证明该算法满足扰动条件下飞行稳定性要求,提高了系统的鲁棒性。     

基于特征模型的高超声速飞行器再入多约束预测控制

针对存在输入和输出多约束的高超声速飞行器再入控制问题,提出了一种基于特征模型的鲁棒预测控制方法。对耦合的非线性再入动力学采用低阶线性特征模型简化,设计鲁棒预测控制器保证满足再入控制的多约束。基于特征模型的低阶等价性,将再入动力学的输入输出动态特性用线性时变的特征模型描述,并将三通道姿态耦合和干扰作为广义复合干扰。将灰色理论中累加求和的思想引入到特征模型参数辨识算法中,弱化了再入随机噪声的影响,通过灰色辨识方法在线估计特征模型的时变参数和干扰。设计一种基于线性矩阵不等式(LMI)滚动优化技术的H_2/H_∞鲁棒预测控制律与基于灰色辨识的补偿器共同构成复合控制器,保证了整个闭环系统的稳定,满足输入和输出约束。数据仿真验证了算法的有效性。     

非线性动态逆在大攻角导弹控制系统设计中的应用

导弹在大攻角飞行时,非线性及耦合严重,本文对推力矢量控制的空空导弹的控制系统进行了研究。根据导弹状态变化快慢不同,在奇异摄动理论的基础上,采用非线性动态逆设计了导弹的控制系统,并对导弹大攻角有侧滑飞行进行了仿真,结果表明文中设计的控制系统可以很好地控制导弹作机动飞行。     

带矢量推力无人机动态逆控制律设计

介绍了带矢量推力无人机的相关知识，并将非线性动态逆理论应用到带矢量推力无人机的飞行控制中，通过对带矢量推力无人机数学模型的分析简化，进行了无人机角速度、姿态角、线速度三个回路的控制律设计，并进行了仿真试验，通过对试验结果的分析，验证了非线性动态逆控制法的正确性和有效性。     

基于PD-RMPC算法解决弹性体高超声速飞行器的输入饱和与状态约束问题

由于强不确定性、高非线性、强耦合性,输入饱和及飞行状态受约束等问题,使得控制系统的设计中存在许多难题。因此,设计一个能够解决模型不确定性和保持严格执行飞行约束的控制算法十分必要。首先,基于线性矩阵不等式(LMIs)凸优化的控制策略,并结合张量积模型转化方法将考虑气动热弹性因素的非线性动力学模型转变成线性参数模型(LPV);其次,将PDRMPC算法应用于LPV模型以克服输入饱和及飞行状态受限影响。这种控制策略不仅可以解决参数模型的不确定性和弹性体模型的鲁棒稳定性问题,同时也保证了在约束下的系统状态稳定。最终,数值仿真结果证实了方法的有效性。     

基于SMDO-NGPC的无人机姿态控制律设计

针对无人机在飞行过程中存在的强非线性、快时变、强耦合,以及参数不确定和外部干扰情况下的鲁棒性差等姿态控制问题,采用了基于滑模干扰观测器的非线性广义预测控制算法对姿态控制律进行了设计。该方法融合了非线性广义预测控制算法的良好动态性和滑模干扰观测器的强鲁棒性,将无人机的姿态分为快、慢两个回路并分别将该方法应用到两个回路的控制律设计中,最后设计出快、慢回路控制律表达式及滑模干扰观测器模型。仿真结果表明:基于滑模干扰观测器的非线性广义预测控制算法的无人机姿态控制律能够克服外界干扰及气动参数大范围摄动的影响,具有良好的控制性能和抗干扰能力,可以更好地适应无人机快时变、高精度和强鲁棒的控制要求。     

基于非线性动态逆的弹道修正控制设计研究

为了实现强耦合的非线性二维弹道修正方程解耦控制并线性化,基于非线性逆系统原理,采用三时标分离方法,在考察系统状态变量动态特性基础上,分离系统为三子系统,然后分别对各子系统设计逆控制器,对线性化后的系统基于Lyapunov函数法设计线性控制器.最后通过Matlab仿真验证了逆系统方法的有效解耦控制,并通过选择不同的回路带宽比较了系统的动态性能,结果表明了该方法的正确性和有效性.     

基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制

为实现无人机在大范围内稳定、精确地跟踪三维参考航路,基于制导与控制回路独立设计的思路,提出了一种无人机三维航路跟踪制导控制方法。在制导外环,引入沿参考航路飞行的虚拟无人机作为向导并利用反步法设计三维航路跟踪的非线性制导律;在控制内环,以非线性动态逆理论和奇异摄动理论为基础,设计由机动指令生成器、角度转换器、慢回路姿态控制器和快回路角速度控制器所组成的飞行控制模块,对制导外环给出的制导指令进行快速精确地跟踪。基于Lyapunov稳定性理论证明了无人机航路跟踪制导控制方法的稳定性。通过对比分析无人机6自由度模型下的三维航路跟踪仿真,说明所提出的制导控制方法能够使得无人机精确地跟踪参考航路,从而验证了该方法的有效性、合理性。     

一种改进的微型飞行器非线性动态逆解耦控制研究

针对微型飞行器在低雷诺数条件下具有明显的非线性、非定常及强耦合的特性,研究了一种改进的非线性动态逆与比例积分相结合的MAV非线性解耦控制方法。首先,应用奇异摄动理论对MAV进行时标分离,研究快、慢状态子系统的控制器设计;其次,将比例积分环节引入控制器中,以消除非线性对消误差带来的影响;最后,对系统进行了仿真验证,仿真结果表明非线性动态逆与比例积分结合的方法能够有效实现MAV的解耦控制,具有实用价值。     

基于滑模的空中加油受油机会合制导与控制

为实现空中加油过程中受油机与加油机自主会合,建立满足会合要求的滑模控制面,设计相应制导律.根据受油机与加油机相对位置与速度得出受油机前向加速度指令.基于六自由度受油机动力学模型,采用时标分离将受油机的角运动系统分为快慢回路,采用动态逆方法分别进行系统设计和设计满足追踪会合要求的速度控制律,并以无人机自主跟踪加油机实现会合为例进行仿真.结果表明:该系统能引导受油机实现与加油机的会合,具有良好的动态性能.     

升力式再入飞行器的神经网络自适应逆控制系统设计

分析了升力式再入飞行器的动力学模型,针对现有的再入控制方法的缺陷,提出了利用神经网络自适应逆来设计再入控制系统,使再入飞行器控制系统克服现有的控制方法的缺陷,无需大量的增益调节,自动适应非线性、强耦合的对象特性,适应大范围环境变化,减小对不同飞行条件下气动与结构参数的依赖性,自动补偿不确定因素。最后通过simulink建模对控制系统进行了仿真,验证了此控制系统能很好地跟踪输入,并且能抑制大范围的外部扰动。     

一种新的神经网络自适应逆飞行控制

针对非线性控制提出一套较理想的解决方案。在动态逆控制的基础上,利用神经网络的在线学习能力建立自适应控制结构,结合滑模控制的较强的鲁棒性和瞬态性,两次互补性地补偿误差,从而提高动态逆控制的鲁棒性,解决建模精度不高的问题。仿真结果表明这种方法对高性能无人机飞行控制设计研究具有一定理论指导意义和应用价值。     

固定翼垂直起降无人机过渡机动优化控制分配研究

以一种固定翼垂直起降无人机为研究对象,研究其6自由度过渡机动非线性优化控制分配问题。基于增量动态逆（INDI）方法设计全局化控制器,并利用该方法降低控制模型中的不确定性对控制效果的影响。针对无人机控制冗余和耦合问题,在INDI基础上提出一种2级递进式优化控制分配方法,对航迹和姿态控制回路中的控制变量增量进行综合优化分配。该优化控制分配方法可以将非线性耦合控制分配问题转化为线性优化问题求解,避免了迭代计算,同时提高了求解速率。针对优化分配中的目标函数设计动态权值选取方案,使无人机能够根据任务需求和飞行状态调整优化分配侧重方向并确保优化结果的合理性。仿真结果表明,该无人机能够很好地跟踪过渡机动航迹,控制分配方法可行。     

A Study on Missile Reentry Control Based on the Method of Feedback Linearization

In the process of missile large attack angle reentry, there exist nonlinear, strong coupling uncertainty and muhiinput-multi-output （MIMO） in the movement equations, so the traditional small disturbance faces difficulties. For such situations, the method of feedback linearization is adopted to control the complex system, and the control method based on the fuzzy adaptive nonlinear dynamic inversion decoupling control of missile is proposed in the paper. According to the principle of time-scale separation, the system is separated into fast loop and slow loop, the method of dynamic inversion is applied to them, and the method of adaptive fuzzy approach is adopted to compensate for the uncertainty of the fast loop. The simulation results denote the. control method in the paper has a better tracing characteristic and robustness.