超燃冲压发动机控制技术研究进展

高超声速技术是世界航空领域的研究热点,而超燃冲压发动机是实现吸气式高超声速远程巡航飞行的首选推进系统。超燃冲压发动机的运行可靠性和经济性强烈依赖于控制系统,控制系统设计在发动机研制过程中占有重要地位。介绍了超燃冲压发动机控制技术发展情况,总结了超燃冲压发动机控制的关键技术。     

涡扇发动机转子转速控制器设计及半实物仿真验证

本文采用一种基于高效快速的dSPACE原型涡扇发动机控制系统半实物仿真系统,完成了系统建模、控制器设计到半实物仿真的全部过程。介绍了发动机控制系统的组成,在Matlab/Simulink环境中建立了控制系统各部件非线性仿真模型。基于频域校正设计了控制器,开发了基于ControlDesk的涡扇发动机控制系统仿真管理控制与数据显示软件。通过半实物实时仿真试验,验证了控制器的有效性。     

基于反步法的欠驱动UUV的3维路径跟踪控制

研究了欠驱动无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)在3维空间中的路径跟踪控制器设计及其稳定性分析问题.首先建立2阶积分器形式的欠驱动UUV空间6自由度运动模型和动力学模型.针对该运动模型,以位置误差作为虚拟控制变量,基于反步法(backstepping)设计路径跟踪控制器.根据李亚普诺夫理论,在理论上证明了所设计的路径跟踪控制系统是稳定的.该控制器实现了欠驱动UUV 3维空间的路径跟踪控制.仿真结果验证了控制器的有效性.     

一种新型的低雷达散射截面微带天线*

提出了一种减缩微带天线雷达散射截面(radar cross section,RCS)的新方法,该方法基于对微带天线表面感应电流的分析,给出可用于降低微带天线RCS的边缘结构。在参考天线的基础上,利用该方法设计了一款新型的低RCS微带天线。该设计天线与参考天线相比,具有同样的辐射性能。使用该方法后,参考天线在与水平面成小角度的平面波照射(掠入射)下,在4~12GHz的宽频带范围内,在φ=-45°~45°角域内的RCS平均值减缩了8.1d B。试验结果证明了该方法的有效性。     

基于OFRBF-Elman网络的UUV动力学模型辨识

水下无人航行器(UUV)是具有较强非线性的复杂动态系统,而神经网络具有理论上逼近任意非线性的能力;为了提高UUV的动力学模型精度,运用了基于输出反馈的RBF-Elman(OFRBF-Elman)神经网络的系统辨识方法,即对Elman神经网络进行改进,将网络输出进行延时反馈,作为输入与隐层进行联接;将径向基函数作为隐层节点的激活函数,并以线性最小二乘法调整隐层到输出层的连接权值;然后,将该方法应用于UUV空间六自由度的动力学模型辨识中;最后,通过仿真证明了该网络结构的辨识算法具有很好的逼近能力和快速的训练速度。     

具有通信约束的多UUV协调路径跟踪控制

针对多UUV间通过水声通信进行交互信息时存在时延的问题,研究了在通信时滞下多UUV沿多条给定路径编队运动的控制器设计问题。基于反步法设计了单个UUV的路径跟踪控制器,利用Lyapunov理论证明了路径跟踪控制系统是输入-状态稳定;针对通信拓扑中存在固定传输延迟问题,提出了基于平均一致连通性切换网络的时延协调控制律,并证明了当通信拓扑对应的无向图满足平均一致连通时,设计的编队控制系统是稳定的,有效地解决了通信时滞下多UUV的协调路径跟踪控制问题。仿真结果验证了该控制器的有效性。     

整机级加速贮存试验加速因子与真实度评估方法

在电子装备整机加速贮存试验中,需要评估试验的加速因子,以及试验效果与真实贮存退化的一致程度。以某型发动机控制器加速寿命试验为例,采用Moura方法将元器件失效率按数量加权求和计算整机加速因子。通过分析比较,说明加速寿命试验中整机的失效率不符合目前普遍采用的Arrhenius模型假设。针对整机加速寿命试验,提出以故障率分布差异评估试验真实度。针对整机加速退化试验,提出了基于退化空间矢量的评估方法,以加速贮存退化矢量和自然贮存退化矢量的长度倍数关系作为加速因子,以两个退化矢量的方向偏差评估试验真实度。     

欠驱动UUV的空间直线路径跟踪控制

针对欠驱动无人水下航行器(UUV)设计了基于视距导航法的路径跟踪控制方法。采用视距导航法建立欠驱动UUV的路径跟踪误差模型将位置误差控制转换为航速控制、艏向角控制和纵倾角控制,使得路径跟踪问题的输出空间从6个自由度降为3个自由度。对简化的3个自由度设计控制器,并证明了控制器的稳定性。最后以空间平行于x轴的直线为参考路径进行了路径跟踪控制仿真,验证了该方法的有效性。     

多UUV沿多条给定路径运动的协调编队控制

研究了在三维空间中多UUV的协调路径跟踪控制问题.应用分散控制策略将路径跟踪问题和个体间的速度协调编队解耦.在单个UUV的路径跟踪控制中引入视距导航(line of sight guidance)算法设计路径跟踪控制器,使得跟踪误差渐近收敛到零;引用图论知识设计协调控制器,使得多UUV沿期望路径的位置和速度在规定队形下达到一致,实现多UUV间的协调,而不影响空间域上的路径跟踪性能.