基于分支分析的机翼摇晃预测与抑制

针对现代战斗机大迎角飞行时的机翼摇晃预测与抑制问题,根据其主要动态特性建立了新的横侧向多自由度模型,通过开环分支分析准确预测了机翼摇晃对应的临界迎角.在此基础上考虑模型不确定性和舵面位置限幅的影响,利用滤波器动态对跟踪误差进行补偿,设计了一种约束滤波自适应反步控制算法,通过采用补偿误差代替跟踪误差进行自适应律设计,确保了输入饱和条件下自适应过程的稳定,并结合闭环分支分析实现了对机翼摇晃运动的有效抑制.六自由度仿真验证了多自由度模型的有效性和控制算法的鲁棒性.     

一种拦截机动目标的最优中制导律设计

针对拦截大机动目标的中制导问题,设计了一种最优中制导律.建立了弹目相对运动学模型,以控制能量最小和中末制导交班时刻的速度前置角最小为性能指标,利用伪控制变量方法推导了最优制导律,并给出了一种剩余飞行时间的估计方法.仿真结果表明,所设计的制导律在目标作大机动飞行的情况下,能够有效减小制导指令且使中末制导交班时刻的速度前置角接近于0.     

飞机超机动状态动力学特征及对控制系统的挑战

超机动能力作为第四代战斗机的重要标志性特征,在近距空战中具有极其重要的作用.针对非线性非定常气动效应、强耦合和操纵器异构冗余等超机动状态飞机的基本动力学特征,分析了其非线性气动力/力矩、非定常迟滞效应、参数快时变、惯性耦合和推力矢量等因素给控制系统带来的挑战,总结了超机动飞机的非线性非定常气动力建模、飞行控制和控制分配的研究现状,给出了一种基于非线性补偿和气动力模型数据库的鲁棒解耦控制策略,为超机动飞行控制方法的工程应用提供了参考.     

考虑作动器动态补偿的飞机增量滤波非线性控制

针对飞机大迎角机动存在的模型参数不确定问题,提出了一种考虑作动器动态补偿的增量滤波非线性控制方法.基于推力矢量飞机姿态控制模型,利用Taylor级数展开和状态导数反馈分别设计了增量形式的气流角和角速度控制器.针对低通滤波求取状态导数产生的延迟,通过对控制量进行滤波补偿保证了状态导数反馈和控制量反馈的时间同步性.在此基础上分析了作动器动态对角速度闭环控制性能的影响,通过补偿器设计使系统具有期望的作动器动态,克服了增量式控制方法对作动器高带宽的限制.仿真结果表明本文提出的增量滤波非线性控制方法具有强鲁棒性和快速动态响应能力.