基于遗传算法解决飞机最优爬升问题研究

使用遗传算法解决最优控制问题不需要对优化问题性质做深入的数学分析,在搜索最优解过程中,只需要由目标函数值转换得来的适应值信息,具有很好的适应性和广泛的应用前景.文中使用遗传算法进行优化计算,研究了飞机在非定常飞行状态下,以推力和迎角为控制变量的飞机最省油爬升问题.     

飞行轨迹角等斜率变化的时间最优爬升轨迹

以飞机在垂直平面的运动方程为基础,视飞机为一质点,在飞行轨迹角等斜率变化的飞行模式下,提出了一种基于网格线的离散型动态规划算法。计算表明,在规定的爬升范围内,应用离散型动态规划法,可快速计算出最短时间。最后通过仿真得到了飞机最短时间爬升的最优轨迹,验证了所提算法的可行性。     

基于免疫克隆选择算法的爬升飞行方案优化设计

无人飞行器的爬升段弹道设计是一类较为复杂的非线性问题,需要进行优化设计。分析了爬升段弹道飞行的主要约束条件,应用非均匀B样条(Non-uniform B-spline,NUBS)方法对爬升飞行方案进行了参数化处理,基于结合非一致性变异和自适应变异的免疫克隆选择算法设计了爬升段弹道的优化方案。仿真结果表明,优化后的飞行方案可以使无人飞行器在短时间平稳地爬升至指定高度并转入平飞,且各项参数满足约束条件要求。     

基于自适应控制器的无人机飞行控制系统研究

针对一种大展弦比、V形尾翼常规布局小型无人机,在低空低速大扰动条件下飞行的飞行控制策略进行了研究.对无人机运动状态建模分析,设计了一种自适应PID控制器,采用六自由度非线性运动模型进行控制率的仿真验证,并将算法融合在定姿、定高和定航迹跟踪飞行控制实验中.仿真及实际飞行实验结果表明,所设计的自适应PID控制器有效的抑制了大扰动条件下对飞机姿态、位置的影响,满足了飞行任务的需求,并获得了良好的动态性能指标.     

无人机飞行品质研究及展望

随着无人机在民用和军事领域的应用越来越广泛,特别是在逐渐纳入国家空域的需求牵引下,系统地开展无人机飞行品质研究工作已经迫在眉睫。明确了无人机飞行品质的内涵,梳理了无人机飞行品质发展历程,并对无人机飞行品质的发展方向进行了分析。     

基于FlexRay 总线的无人机飞行控制计算机

为解决CAN总线通信带宽受限问题,设计基于FlexRay总线无人机飞行控制计算机。通过研究飞行控制计算机的网络结构和内部通信机制,完成样例计算机硬件平台、内部通信方案设计,实现内部通信软件的开发,并以实例进行通信测试与结果分析。结果表明：FlexRay总线相对CAN总线在实时性、通信速率和效率上具有优越性,能满足样例飞行控制计算机内部信息交互的实时性和数据量的要求。     

低空太阳能无人机研究现状及关键技术研究

针对低空太阳能无人机的发展过程及关键技术瓶颈,综述了该类型无人机的发展现状,分析了低空太阳能无人机的关键技术。指明了适应低空环境的太阳能电池、合理的能源管理策略、高效可靠的推进系统、轻质高效的机体平台,稳定的飞行控制,以及能量最优的航迹规划是未来低空太阳能无人机发展过程需要解决的核心问题。为总体设计阶段提供了必要的参考依据和设计思路。     

远程倾斜转弯空空导弹最优爬升轨迹的计算

对带有壅塞式冲压发动机的空空BTT导弹,在中制导起始段的最优爬升轨迹进行设计,根据冲压发动机的特性,得出最小燃耗问题等价于最小时间问题的结论,利用参数最优化方法,将具有状态变量不等式约束、控制变量不等式约束、终端等式约束的最优控制问题转化为静态非线性规划问题.最后利用系贯加权因子法即SWIFT(Sequential Weight-Increasing Factor Technique)求解,得到最小飞行时间,给出最优爬升轨迹.     

基于ARM的无人机飞行控制系统的硬件实现

按照高性能和小型化的要求，以AT91M55800A微控器为核心设计并实现了基于ARM的新型无人机飞行控制器硬件，详细给出了系统整体方案的分析设计和具体的硬件选型及接口设计．对设计中的关键技术进行了研究，系统具有设计精炼，可靠性高，开放性等特点．     

基于动态逆的无人机飞行控制律设计

针对无人机机动飞行时系统呈现为非线性和高耦合的特点,提出一种采用动态逆控制无人机内回路的设计方法。通过数学解析的方法直接解算出逆模型,消除系统的非线性因素和实现各通道解耦,并结合无人机飞行控制时频域控制需求,给出了样例无人机过载和滚转角控制外回路设计结果。样例无人机非线性环境中的仿真结果表明:基于动态逆的滚转角和过载控制器的时频域品质能满足无人机的飞行控制需求。     

基于ARM的小型数字式无人机飞行控制系统设计

给出了微控制器AT91M55800A在小型无人机飞行控制系统中的应用,详细描述了系统的功能和结构配置,提出了控制策略,给出了实时飞行控制软件的功能模块、流程图及采取的关键技术.     

基于ARM的小型数字式无人机飞行控制系统设计

给出了微控制器AT91M55800A在小型无人机飞行控制系统中的应用，详细描述了系统的功能和结构配置，提出了控制策略，给出了实时飞行控制软件的功能模块、流程图及采取的关键技术。     

基于优化VARIMA 的无人机发动机飞行参数预测模型

为了预测无人机发动机飞行参数值,建立一种多参数关联的向量求和自回归移动平均模型(vector auto regression integrated moving average,VARIMA)。模型以无人机飞行数据作为输入,利用模拟退火算法对VARIMA 模型参数进行优化,构建多源飞行参数关联的数据模式,利用构建好的数据模式实现状态参数的预测。选取无人机 多次飞行的飞参数据进行实验。实验结果表明：优化后的VARIMA 预测模型预测性能好,比优化前的预测用时节省 了0.23 s。     

无人机飞行控制系统非线性设计技术研究

基于现代控制理论的非线性设计是现代无人机飞行控制系统的重要设计方法。在分析总结国内外文献资料的基础上,论述了当前无人机飞行控制系统设计领域中几种重要的非线性设计技术,包括非线性反馈线性化方法、滑模变结构控制方法、多模型自适应控制方法和基于控制Lya- punov函数的Backstepping方法。     

基于PC/104的无人机飞行控制系统的数据采集

介绍了一种利用Diamond-MM-16-AT数据采集卡构建的基于PC/104总线的某无人机飞行控制系统数据采集方法。利用双缓冲区技术实现数据的高速采集和存储，给出了硬件连接图、数据采集流程及相关代码。     

基于双DSP架构的微小型无人机飞行控制系统

为对无人机进行控制和管理,针对某型微小型无人机设计了一套自动飞行控制系统。系统硬件主要由飞行控制计算机、导航计算机、舵机和传感器等组成。系统采用双DSP的系统架构,将飞行控制与任务管理功能分开,选用2片TMS320系列的C2000系列C2809微计算机进行同步运算和控制,DSP芯片之间采用异步通讯方式进行数据传输。经过地面实物调试和飞行试验,该硬件结构能满足飞控系统需求,具有一定的工程应用价值。     

基于博弈策略的多无人机航迹规划研究

在综合考虑无人机航迹规划和任务分配的性能指标基础上,提出了目标移动环境下基于博弈策略的多无人机航迹规划方法。采用Voronoi图方法创建了威胁场,建立了航迹威胁总代价函数,并建立了航迹代价和任务分配的综合目标函数,从而构建了基于博弈策略的多无人机航迹规划目标函数。将目标移动加入到航迹规划中,利用快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)算法得到比较合理的局部航迹规划。仿真算例表明,该方法不仅能保证各飞行器选择基于博弈策略的敌我双方最优航迹,而且可以提高多无人机攻击移动目标的整体作战效能,有效的提高作战能力。     

基于改进遗传算法的最优精度飞行程序角设计方法

惯性系统测量误差是影响弹道导弹射击精度的主要因素,其误差大小受导弹动力学环境影响。通过改进遗传算法建立了以射击精度最小为目标的优化飞行程序角模型,通过改变飞行程序角,达到改变导弹动力学环境,提高射击精度的目的。仿真表明,通过优化飞行程序角,可有效提高射击精度。     

折叠式共轴反桨无人机飞行控制技术研究

针对折叠式共轴反桨无人机的飞行控制问题,提出一种用于位置和姿态的反馈控制系统的反步滑模控制 算法。通过对无人机飞行状态进行分析,建立无人机的动力学模型,采用反步滑模控制算法设计折叠式共轴双旋翼 无人机的姿态和位置控制算法,并研发试验样机进行飞行测试实验。实验结果表明：对比传统串级比例-积分-微分 (proportional integral derivative,PID)控制算法,所提出的位置和姿态对反步滑模控制算法能有效地提高飞行稳定性。     

无人机飞行控制系统自修复设计研究

提出了一种基于神经网络逆控制的飞行控制方法,用于解决无人机发生故障传统PID失效时,难以恢复控制的问题。通过建立基于适当神经网络结构的非线性系统的逆系统,与PID反馈控制结合,有效解决无人机发生故障时非线性耦合的问题,并重构控制率,使无人机恢复有效控制。仿真结果表明该控制策略可行,提高了在传统PID失效时无人机的生存能力。