某无人机的纵向控制律设计仿真分析

介绍无人机飞行控制设计结构和仿真方法,通过对飞机本体建模和控制律建模,分析了无人机自主飞行时纵向的控制方法,同时给出建模依据和关键点.以matlab为仿真平台进行本体建模和线性化分析,再把俯仰角和高度保持作为纵向控制律设计需求,并通过对增益的调节得到一个无人机自主飞行时稳定可控的控制律,并且设计增加补偿器来减小稳态误差,通过仿真结果证明这种方法的合理性.     

太阳能无人机控制律设计

在地面太阳辐射计算模型基础上引入大气透明率,建立了用于太阳能无人机的随高度变化的辐射模型,并对赤纬角的计算做了修正,使之更为简洁;结合太阳能无人机能源约束等特点,从能量转化角度设计控制器:由剩余能量控制高度变化率,由电机功率差值控制螺旋桨差动实现平面内转弯;避免了传统的控制方法带来的控制指令超出能量所能提供的范围或超出机体结构强度的负荷等不合理现象,得到了更为直观的控制效果。     

飞翼布局无人机控制律设计

以某飞翼布局无人机为设计对象,进行内、外回路的控制律设计.在Matlab/Simulink仿真环境下,建立飞翼布局无人机线性小扰动模型,分析纵向、横航向模态特性,根据本体特性缺陷针对性地设计控制律内回路反馈支路及增益,经反馈补偿后的飞行品质满足GJB 185-1986相关要求.在内回路控制律的基础上设计外回路PI控制器...     

小型无人机编队飞行的控制律设计与仿真

针对一种小型无人机模型及其编队飞行的实际背景和限制条件,采用长一僚机（leader—wingman）编队模式,按前向、侧向和垂直方向3个通道分别设计了僚机编队控制律,从而使三维编队问题得以简化．对于多机编队的情况,应用基于长机模式（leadermode）和前机模式（frontmode）的2种编队控制策略,并通过仿真实验和比较分析,证实了长机模式的优越性．通过2架小型无人机编队队形保持和多架无人机在大机动飞行情况下的队形保持与队形变换等一系列仿真实验,验证了提出的编队飞行控制律的可行性和有效性．     

基于ADS—33E的直升机解耦控制律设计与仿真

对直升机各控制通道间耦合严重的特点,基于前馈补偿方法设计直升机解耦控制系统;分析、比较直升机各通道之间的耦合效应,确定解耦控制器结构;针对不同高度和速度下的飞机模型设计解耦控制律,利用径向基神经网络拟合控制参数,实现全包线范围内的解耦控制律,并仿真验证;依据飞行品质规范ADS—33E可以得出,采用上述控制方案,可以取得良好的解耦控制效果,表明了该方法的可行性和有效性。     

基于Simulink/Stateflow的无人机多模态飞行控制律仿真

为了验证无人机多模态飞行控制律设计的正确性,采用Simulink/Stateflow建模仿真方法;以某小型无人机为研究对象,首先在小扰动线性化模型基础上,设计了纵向和侧向多模态控制系统结构,并给出了相应的控制律,然后根据传统的频域和根轨迹的方法确定了各个控制器参数,最后通过Simulink/Stateflow完成整个飞行剖面的仿真,结果表明该方法能直观简洁地实现多模态之间切换的控制逻辑,模态控制误差均满足国军标要求,验证了所设计的多模态控制系统的正确性.     

基于强化学习的四旋翼无人机控制律设计

目前四旋翼无人机大部分都采用经典控制方法进行控制律的设计,然而控制参数的选择和对被控对象数学模型的依赖一直是经典控制方法设计中需要克服的问题;针对此问题,采用了一种基于深度强化学习算法Deep Q Network的无人机控制律设计方法,以四旋翼姿态角和姿态角速率作为三层神经网络的输入数据,最终输出动作值函数,再根据贪婪策略进行动作的选取,通过与环境的不断交互,智能体根据奖惩信息来更新神经网络的权值,使得智能体朝着获得累积回报最大值的方向选取动作;仿真结果表明在经过强化学习训练之后,四旋翼姿态角能够快速准确地跟踪上参考指令的变化,证明了基于强化学习的四旋翼无人机控制律的可行性,从而避免了传统控制方法对控制参数的选择与控制模型的依赖。     

直升机抗扰控制律设计及仿真

对直升机外挂部件的扰动机理进行分析,建立扰动条件下的直升机状态方程;利用傅里叶变换对直升机的稳态干扰响应进行重构,构造补偿信号;采用前馈控制方案,针对外挂部件不同转速和工作模式设计扰动控制律,抑制干扰影响;利用径向基神经网络实现全包线范围的抗扰控制律设计;仿真结果表明,采用上述的控制方案,可以取得满意的扰动抑制效果,表明了该方法的可行性和有效性。     

某无人机侧向运动分析与控制律设计

研究了一种横侧向控制律的设计方法;建立了无人机侧向运动小扰动方程,分析了某无人机的侧向零极点分布特点;分析了该无人机的稳定性、开环传递函数和操纵特性,通过分析比较该无人机在X轴转动惯量增大10倍前后的副翼和方向舵控制效率的变化,提出了利用方向舵控制滚转,副翼滚转增稳的控制方法,解决了由于该无人机X轴转动惯量小,副翼操纵效率高,易导致侧向控制发散的问题;仿真结果显示设计合理可行,可应用于同类无人机的控制律设计.     

速度和推力控制律设计

主要介绍了自动油门的工作模式和控制律算法设计。自动油门两种工作模式为:指示空速/马赫数保持和推力控制。其工作模式由自动飞行控制系统的纵向接通模态直接决定。在推力控制模态算法中,发动机目标压力比和现时压力比的差值为主控信号;在速度保持模态算法中,速度差是主控信号。经过调参转换为油门杆指令速率,驱动油门执行机构,伺服电机跟踪转速指令并转换为油门偏转角度,输出给发动机产生相应的推力。以某型飞机为控制对象,进行了数学仿真,仿真结果表明该控制律是可行的并具有良好的应用前景。     

模型直升机双核飞控系统设计与仿真验证

设计了一种以FPGA和DSP为硬件核心的模型直升机飞行控制系统,以飞控计算机为研究重点,介绍了其硬件结构和软件设计。为验证飞控系统功能上的可靠性,编写了相应的软件,完成了基于数控转台的地面测试实验。在数控转台和地面站两种环境下分别实时测量三轴姿态角,对所得数据的分析表明设计的飞控系统工作正常,数据通路正确,为模型直升机飞控的开发奠定基础。     

单发螺旋桨飞机平飞角度控制模型的仿真分析

单发螺旋桨飞机平飞角度控制是提高单发螺旋桨飞行效率,保证飞行安全的关键.单发螺旋桨结构的飞机飞行中,动力控制不像双桨飞机容易控制平衡,飞行过程不可避免的发生侧滑.运用传统的方法进行平飞角度控制的过程中,在侧滑的情况下,螺旋桨上的受力符合会发生不均匀分布,导致控制精度下降.为提高控制精度,提出采用控制反馈补偿算法的单发螺旋桨飞机平飞角度控制方法.采用伪攻角和姿态角相结合的反馈形式进行平飞角度速率反馈,建立平飞角度控制模型.在模型的参数选取过程中,充分考虑到主观因素造成的偏差,对偏差进行补偿,获取满足单发螺旋桨飞机平飞角度控制稳定性需求的参数,从而实现了平飞角度的精确控制.实验结果表明,利用改进算法进行单发螺旋桨飞机平飞角度控制,能够有效提高控制的精确度.     

基于XNA的飞行仿真模型可视化与控制

与其它第三方飞行仿真软件开发平台相比, XNA是微软Visual Studio集成开发环境的一个应用扩展,开发的软件产品拥有自主知识产权。研究了基于 XNA 框架的飞行仿真模型的可视化与控制问题,介绍了飞行仿真模型的加载和渲染的关键技术以及飞行仿真中常见的舵面类、副翼、起落架的控制原理和方法。结果表明 XNA框架同样可以简单高效地实现飞行仿真模型的可视化与控制,为具有自主知识产权的飞行仿真软件开发提供了新的方法和基础实例。     

飞艇飞行控制仿真系统设计

随着Matlab/Simulink开发平台在飞行控制研究中的大量应用,飞行控制仿真系统已成为飞行器飞行控制研究的重要手段。介绍了基于模型的飞艇飞行控制仿真系统的工作原理、硬件设计、软件设计,采用一体化设计思想,将仿真系统设计成根据需要可随意扩展的综合性仿真系统。该仿真系统利用Matlab/Simulink平台,搭建飞艇飞行控制相关的各运动及控制模型,在实时通信网络和虚拟视景工作站的支持下,能实现全数字仿真、半物理仿真、人-机交互仿真等实时仿真,可用于飞艇飞行控制系统的方案设计、研制、试验等全开发过程。     

飞行控制系统可视化仿真平台设计

提出一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台,以并行化计算思想设计系统总体框架,通过OpenMP多线程并行多核编程技术和单程序多数据流技术实现飞行动力学系统和飞行控制系统的并行解算。该平台可以载入各种飞行控制器、飞行动力学模型和数字地图进行仿真,能以数字、曲线和三维动画的形式显示仿真结果。以Beaver多模态自动驾驶仪仿真设计为例进行验证,结果表明该平台具有执行效率高、易于扩展和通用性强的优点。     

某型无人机导航/飞控系统设计与仿真

某型无人机以DSP为核心部件,介绍了其导航/飞控系统硬件设计、结构,其中主要包括数据采集、数据通信,介绍了导航/飞控软件,给出流程框图,设计了用于验证该系统的仿真系统;仿真系统引入大气模拟系统和GPS模拟系统,介绍大气模拟系统结构原理和GPS工作原理,仿真各子系统之间采用CAN总线进行连接,并且挂载真实舵机,检测舵机偏转检测,形成负反馈;最后,给出系统仿真步骤和仿真内容,得出仿真结果,验证该系统可行、正确.     

飞行／推进综合控制系统设计与仿真

飞机飞行控制系统与推进系统间有很强的耦合作用,单独设计和发动机控制系统已不能满足需要。该文在单4独研究外部干扰对飞行性能和发动机性能的影响的基础上,根据他们相互的关系,建立了飞行／推进系统一体化数学模型,并在此基础上进行了综合控制设计,对所建的模型进行了仿真,结果表明飞机飞行状态和发动机的工作确实有很强的耦合,同时本文所设计的飞行／推进综合控制系统具有优良的性能。     

民用飞机飞行仿真系统研究

飞行仿真系统为民机设计动态验证提供重要的支持,以正在研制的面向21世纪的先进的喷气式新支线飞机为背景,从民用飞机飞行仿真系统的构型、仿真模型的功能、仿真模块之间的通信、仿真模型的建立、仿真系统的实现等角度进行了剖析,研究成果已经在ARJ21飞机研制中得到成功的应用.