UAV无动力螺线下滑纵向自适应非线性制导律设计

针对无人机失去推力后如何跟踪一条螺线下滑路径的纵向制导问题,提出了一种纵向自适应非线性制导方法。该方法首先利用几何关系推导出纵向制导律;其次将其转化为一个二阶黏性阻尼振荡系统,并由此证明了制导律的稳定性;然后为改善制导系统的收敛时间以及抗干扰能力,设计了一种制导律的自适应方案;最后将所提出的方法用于无人机失去推力后螺线下降的纵向路径跟踪过程。仿真结果表明,与非自适应制导方法相比,无论有或无常值风扰动,所提出的方法均可提高系统的跟踪精度。     

临近空间高动态飞行器控制技术研究综述

针对临近空间高动态飞行器的控制技术研究进行了综述。首先提出了高动态飞行控制技术面临的技术挑战,然后总结了近年来的主流控制方法,最后针对这些控制方法存在的问题以及高动态飞行器独有的特性,提出了几点关于高动态飞行器控制技术未来发展方向的几点建议。     

无人机无动力滑行横向自适应非线性制导律设计

当无人机失去推力后,可将其视为滑翔机.在这种情况下,长周期模态起主导作用,这使得无人机调整飞行速度达到稳定状态的时间变长,从而导致横纵向制导之间相互存在较为明显的影响.更重要的是无动力情况下,无人机对风扰动变得更加敏感.针对这一特殊状态,如何使无人机跟踪某条给定的下降螺旋线,本文提出了一种横向自适应非线性制导方法.该方法首先利用几何关系推导出横向制导律;其次将其转化为一个二阶粘性阻尼振荡系统,而该系统的特性与其自然频率有关;然后为改善制导系统的收敛时间以及抗干扰能力,设计了一种制导律的自适应方案;最后将所提出的方法用于无人机失去推力后螺线下降的横向路径跟踪过程.仿真结果表明,与非自适应制导方法相比,无论有或无常值风扰动,所提出的方法均可提高系统的跟踪精度.     

民机机上联网航空领域现状分析

随着地面网络快速发展以及航空出行逐渐大众化,民用飞机乘客对乘机过程中联网的需求日益强烈.文中从机上联网背景出发,围绕乘客需求、机上联网市场与发展现状出发分析机上联网的必要性.聚焦于机上联网技术发展,发现机上空中互联技术正在从Ku向Ka和高通量Ku演进.针对机上联网的卫星网络接入和机载Wi-Fi软硬件设备以及服务两项关键技术以及应用情况展开分析,分析发现美国在机上联网技术方面相对成熟,Ka以及高通量Ku技术发展仍以美国和欧洲为主,国内实现机上联网全国产化仍需加强两项机载关键技术的投入.机上联网具有很长的产业链,对产业链上的企业来讲既是机会也是挑战.最后从乘客需求、航空公司、第三方服务商以及适航4方面分析了机上联网带来的机遇和挑战.     

高超声速飞行器非线性巡航控制器设计

飞行器高超声速定速巡航时,面临着严重的气动热弹性问题,同时系统伴有匹配不确定性、非匹配不确定性以及外界扰动的问题,为了应对上述问题,提出了一种指令滤波积分动态面Backstepping滑模控制方法,首先该方法采用指令滤波处理Backstepping的计算膨胀问题,然后引入滑模控制来解决外界扰动和匹配不确定性问题;考虑到降低滑模控制引起的抖动,同时处理非匹配不确定性问题,利用高阶滑模的思想,在每一个控制回路中增加一个附加虚拟控制状态方程,并将控制的输出作用在一个积分器上,这样不仅可以降低滑模控制器的抖动,还可以利用自适应Backstepping方法处理不匹配不确定性问题;然而引入附加控制状态方程会增加系统的阶次,这使得利用Backstepping方法设计控制器时的复杂性有所增加,为此采用动态面的方法来解决这一复杂性增加的问题。最后从整体上证明了所提方法的全局稳定性,并通过仿真实验验证了该方法的鲁棒性和有效性。     

基于精英改选机制的粒子群算法的空战纳什均衡策略逼近

针对无人机协同攻击的动态多策略性,应用纳什均衡概念,考虑联合生存概率和武器消耗等因素,融合双方价值函数计算和双矩阵对策纳什均衡点的求解方法,建立一种多战斗步空战动态目标分配优化模型.提出基于精英改选机制的粒子群(elite re-election particle swarm optimization,ERPSO)算法,在群体极值引导能力不足时,通过对其克隆、变异和重新初始化等操作增加个体的多样性,保留传统粒子群算法结构简单、快速收敛等优点,改善算法易于陷入局部极小的问题.将ERPSO算法应用于目标分配模型求解纳什均衡点,获取更为精确的双方混合策略,确保实时性和准确性,验证了模型和方法的有效性.     

舰载机自动着舰纵向控制系统设计

航空母舰在大海上以一定速度作匀速直线运动时,海浪激励舰体作三自由度摆动运动,同时伴有低空大气紊流和舰尾流的干扰,使得舰载机着舰的环境十分恶劣,这样对自动着舰控制系统提出了极大的挑战.针对这一特殊问题,本文提出一种指令滤波积分反步滑模控制方法,首先该方法采用指令滤波处理反步的计算膨胀问题,然后引入滑模控制来解决外界扰动和匹配不确定性问题.考虑到降低滑模控制引起的抖动,本文利用高阶滑模控制的思想,在传统的反步方法上增加了一个附加虚拟控制状态方程,将控制器的最终输出作用在一个积分器上,这样不仅可以降低滑模控制的抖动,还可以利用反步方法处理不匹配不确定性问题.最后在理论上证明了所提出方法的全局稳定性,并通过仿真实验验证了该方法的有效性.