串行光纤数据总线技术的开发研究

详细论述了所开发的串行通信链路的开发过程及设计方案。从光通信链路入手,在研究了相关串行通信接口协议的基础上,通过相关的发射和接收接口电路设计,开发了相应的光电转换接口模块,并对其进行了相关的基带传输性能测试和数据通信测试。测试结果表明,所开发的光通信设备可稳定工作在460.8 kb/s。该光电转换接口设备是为了配合用于小型无人直升机的光传数字舵机的验证而开发,它以光信号的形式传输飞控计算机至舵机的控制指令,并返回舵机位置传感器信号。飞控计算机端电气接口采用RS-232标准,舵机控制器端采用RS-485接口标准,通信波特率为9600 b/s。通过其在直升机贴地飞行光传操纵半物理仿真平台上的验证表明,所开发的光电接口设备兼容两种串行接口,能够满足验证工作的需要。     

近空间可变翼飞行器小翼切换自适应控制方法

针对近空间可变翼飞行器在小翼切换时存在参数不确定性的问题,本文设计了基于矩阵下三角对称(LDS)分解的小翼伸缩自适应切换控制器,以实现小翼伸缩的平滑切换。对近空间可变翼飞行器的非线性模型进行线性化处理,建立含有小翼伸缩变化的不确定线性模型;依据线性化的近空间可变翼飞行器模型,设计状态反馈控制器,并确定参考模型。然后设计自适应补偿控制器,消除参数不确定性的影响。将小翼切换自适应控制问题转换为参数不确定性问题,并且从理论上证明了小翼切换过程的稳定性。研究结果表明:提出的基于矩阵分解的自适应控制方法能够有效地解决小翼切换时飞行器参数不确定性问题,该方法有较强的鲁棒性,为飞行器参数不确定性问题提供了可靠地解决思路。     

基于在线智能优化PI控制器的电动加载系统控制方法

为抑制电动加载系统在加载的过程中受到承载系统主动运动带来的多余力矩的干扰,而经典的PI控制难以满足控制的准确性、快速性的需求,提出了基于Hopfield神经网络在线优化PI控制。研究了电动加载系统工作原理并采用机理法建立了电动加载系统的数学模型,利用Hopfield网络能够寻优的特性优化PI参数,通过选取合适的能量函数,网络从初始状态经过有限次网络反馈与迭代计算过程向着能量极小点演变,此时Hopfield神经网络趋于稳定,其输出即为最优的PI控制参数。仿真结果表明该控制方法能够更好地抑制多余力矩,加载精度高。     

预见控制理论及应用研究进展

预见控制因其能够利用已知的未来目标信息或干扰信息来改善控制系统的性能, 在众多实际工程领域得到越来越多的应用, 正日益受到研究者的广泛关注.本文较全面概述了预见控制理论自20世纪60年代提出以后的发展状况, 重点概述线性最优预见控制、线性鲁棒预见控制、非线性预见控制等相关理论的研究进展, 并且总结预见控制在车辆主动悬挂系统、机电伺服系统、机器人、飞行器、电网发电系统等领域的应用现状.最后, 总结了预见控制的研究成果, 探讨了目前存在的主要问题并展望了未来发展方向.本文的综述旨在通过抛砖引玉, 促进预见控制理论及应用的全面发展.     

高亚音速无人机姿态确定与控制系统设计

姿态确定与控制问题是无人机飞行控制设计中的关键问题.设计了高亚音速无人机的飞行控制系统,其硬件组成部分包括飞控计算机、组合导航计算机、电动伺服舵机、传感器、飞行参数记录仪以及地面检测装置;设计了基于速率陀螺、加速度计、磁航向计、GPS等多传感器系统的无人机姿态测量系统,并给出了基于信息融合卡尔曼滤波的姿态确定算法;设计了基于3个单变量控制回路的无人机姿态控制方案.仿真结果表明了高亚音速无人机的姿态确定方法和姿态控制方法的有效性.