非晶材料磁传感器噪声分析

分析了基于非晶材料磁场测量传感器的噪声特性.根据非晶丝巨磁阻抗效应原理,设计了传感器的闭环负反馈结构,并分析了传感器的主要噪声源.在此基础上,分别考虑了驱动电流的低频噪声、幅值噪声、相位噪声以及影响非晶丝阻抗的外部磁场波动、内部磁场波动,根据泰勒展开并忽略高阶小项,得到非晶丝两端电压噪声表达式.然后,根据传感器的电路结构和传递函数,得到传感器输出电压噪声表达式,最终推导出了非晶材料磁传感器噪声模型.分析传感器噪声模型可知,提高传感器的反馈系数,可有效地降低该传感器的输出噪声谱密度.最后通过实验验证了上述结果的正确性.     

基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法

针对地磁匹配导航技术中匹配精度和算法耗时相互制约的问题,本文提出一种基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法,在保证匹配精度的同时有效提高了算法的实时性。综合考虑惯导系统的初始位置误差、初始航向误差和初始速度误差,建立参考轨迹的仿射模型;用泰勒公式将地磁匹配问题转化为仿射模型的参数估计问题;通过Broyden迭代计算实现匹配问题的求解。试验结果表明:采用基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法,匹配定位精度为37.97 m,算法耗时为20.7 ms,因此提出的算法能够有效提高匹配定位精度和实时性。     

未知故障下的飞机自适应控制

飞机动力学模型因受损或者其他未知故障时,预先设计的飞机控制律可能会无法满足飞机的稳定飞行,从而需要设计自适应控制律以保证飞行安全.本文以非线性的NASA-GTM通用飞机模型为对象,运用基于回顾成本的自适应控制方法(RCAC)进行飞机未知故障情况下的平稳飞行控制,包括机体结冰与控制舵面卡死两种故障情况.根据飞机局部线性化模型得到系统马尔科夫参数来设计基于输出反馈的RCAC控制器.通过最优化回顾代价函数来更新RCAC控制器增益,从而调节飞机引擎与控制舵面的输出来补偿由未知故障带来的影响.仿真结果表明在未知故障情况下,RCAC能够很好地通过自适应调整控制器的增益来保证飞机的平稳飞行和控制指令跟踪.     

大延时网络化控制系统保性能控制

针对事件驱动方式下的大延时网络化控制系统控制性能下降的情况,建立了时钟驱动方式的网络化控制系统模型,提出了一种基于状态预估的保性能控制设计方法.基于李亚普诺夫稳定性理论,设计了大延时时钟驱动方式的保性能控制器,使得系统在大延时的情况下仍能保证稳定并具有一定的控制性能,仿真算例验证了这种控制器的可行性.     

飞航导弹执行器故障容错控制系统研究

针对传统飞航导弹控制系统对执行器故障容错能力较弱,而执行器故障模型难以在线快速准确辨识等问题,将直接自适应控制和传统控制方法相结合,设计了一种飞航导弹主动容错控制系统.可以在不知道确切故障信息的情况下,补偿修复故障发生后的控制信号,保证导弹仍能恢复一定的飞行性能.以某型导弹纵向控制回路为例,模拟升降舵执行器执行机构退化、效率降低等故障进行了数字仿真.结果表明,与传统的控制方法相比,该容错控制系统可以在不改变基本控制律的前提下,较好地修复控制信号,使系统跟随参考模型.     

小型涵道式无人机的研究进展

结合涵道式无人机发展现状阐述涵道式无人机的优点,对无人机飞行机理进行分析,结合动力学分析建立涵道式飞行器的数学模型,设计控制器并进行了飞行试验.结果表明:涵道风扇布局飞行器具有较好的悬停性能,在悬停和小角度机动时,各通道之间的耦合可以忽略不计.     

网络化控制系统鲁棒L_2-L_∞控制器设计

将L2-L∞控制性能指标引入网络化控制系统,研究基于L2-L∞性能指标的网络化控制系统控制器设计问题。采用线性矩阵不等式方法和锥补线性化算法,给出了具有凸多面体形不确定性的网络化控制系统的动态反馈控制器的存在条件。所设计的控制器能够保证在延时和能量有界的外部扰动信号下,系统具有一定的L2-L∞扰动衰减度,最后通过一个仿真示例验证了所提算法的有效性。     

涵道式无人机鲁棒控制系统设计

介绍了一种小型涵道式无人机的姿态控制系统的设计及实现技术.首先通过对无人机组成部分的动力学分析建立了涵道式无人机的数学模型,将模型进行线性化,并针对飞行试验过程中的不确定性以及结构紧凑带来的易受外部干扰的特性设计了基于H∞理论的鲁棒控制器,并将控制器带入非线性系统进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性.飞行试验结果表明,该控制器在悬停及小范围机动时比传统的PID控制器具有更强的抗干扰性,提高了飞行器的稳定性和操控性.