无尾飞翼式无人机飞行控制特性研究

依据高空长航时无尾飞翼式无人机的主要特点来分析飞机本体静稳定性以及高空巡航状态飞行时的动稳定性和操纵特性。用经典飞行动力学理论详细研究了无人机在16000m高空巡航状态的自然稳定性,并利用Matlab simulink对滚转-俯仰-偏航耦合运动的仿真来分析无尾飞翼式布局在纵、横航向上的耦合特性。基于以上的分析,采用主动控制技术设计纵向和横航向的控制律,阐述了无人机纵向定高爬升和横航向方位角控制时的操纵特性;并进行仿真分析,得到满意的结果,验证了采用主动控制技术可明显改善各项飞行品质要求。     

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...     

改进LQR技术的飞翼式无人机控制算法研究

针对飞翼式布局无人机存在纵向操稳性能差和易受阵风干扰问题,采用一种指令跟踪增广LQR方法设计了飞翼式无人机纵向姿态控制律,该方法将系统的输出误差和外界恒值阵风干扰信号引入到性能指标函数中,使设计出来的控制器不仅能保证飞行姿态的无静差跟踪,而且能有效抑制外界的阵风干扰。考虑到系统的迎角变量不易检测,结合降维观测器得到了一种准指令跟踪增广LQR方法,该方法不仅具有良好的鲁棒性和跟踪性,而且便于工程实现。最后利用获得的控制律对ICE飞翼式无人机进行仿真实验和对比分析,结果表明,采用改进后的LQR方法设计的控制器不仅改善了飞翼式无人机纵向模态的飞行品质,同时与输出反馈线性二次型跟踪方法和LQG/LTR方法相比,具有更好的控制性能。     

自抗扰实现飞翼布局无人机全包线飞行控制

本文以大展弦比飞翼布局无人机为研究对象,基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)理论设计了包含内环姿态控制和外环轨迹控制的全包线飞行控制器.在姿态控制中,提出一种抗时滞LADRC控制方法,可以有效解决控制延迟和执行机构动态特性引起的LADRC响应振荡;在轨迹控制中,考虑飞翼布局无人机的气动特性,分别设计了高度、航向、侧向偏离等常用飞行模态的跟踪控制器.仿真结果表明,在气动参数存在不确定性及强风干扰的全包线环境中连续飞行时,所设计的控制器具有较好的控制性能和较强的鲁棒特性.与常规全包线控制方案相比,本文设计的全包线飞行控制器待整定参数较少,参数整定过程相对简单,为进一步的工程应用提供了参考.     

无人机纵向H∞状态反馈控制律设计及仿真

研究了H∞状态反馈方法在无人机纵向控制律设计中的应用.建立了无人机纵向运动的小扰动方程,适当地选取广义状态变量建立了系统广义被控对象,在matlab中用基于线性矩阵不等式(LMI)的求解方法设计了系统H∞状态反馈控制器,并进行了数字仿真验证.以无人机纵向运动中俯仰控制通道的等俯仰角爬升模态为例,给出了设计过程和结果,并与PID控制器的控制效果进行比较,表明H∞控制器有更好的控制效果,它可以兼顾系统响应的动态和稳态性能,有效地解决了PID控制器设计中某些性能指标相互矛盾的问题.     

大气扰动下无人机纵向控制律设计研究

针对飞行控制系统设计中的大气扰动抑制问题进行了研究;讨论了Dryden紊流频域模型及时域对应的成形滤波器,建立了大气扰动下飞机纵向运动的小扰动方程;基于H∞控制理论,应用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了鲁棒飞行控制系统;以某无人机纵向通道为例,选取全飞行包线内多个特征状态点,对设计的控制器进行仿真实验;仿真结果表明,所设计的控制器具有满意的干扰抑制能力和良好的鲁棒性及动态品质。     

基于特征结构配置的飞翼无人机纵向控制律设计与试飞验证

针对飞翼无人机的纵向、横侧向静稳定性较差,飞机纵向短周期模态稳定性不足等问题,以某小型飞翼无人机为对象,研究了特征结构配置方法,并提出了基于特征结构配置方法的前向增益型、误差积分型控制律设计方案;利用线性模型设计了该飞机的纵向控制律,通过非线性仿真分析、飞翼无人机的试飞验证了该控制方案的可行性与有效性;仿真及试飞结果表明:采用特征结构配置方法设计的飞行控制系统具有较好的控制效果,改善了飞翼飞机的飞行品质.     

具有未知干扰的无人机鲁棒滑模飞行控制

研究无人机飞行稳定性控制问题,由于无人机飞行控制系统存在时变外部干扰,飞行过程中升阴比变化激烈,控制稳定性难度较大。利用滑模控制良好的鲁棒能力提出一种神经网络的鲁棒飞行控制方法。因神经网络有良好非线性逼近能力,可对无人机飞行系统中的不确定进行在线逼近,并将神经网络权值误差引入到权值的自适应律中用以改善系统的动态性能。利用神经网络的组合,设计无人机鲁棒滑模飞行控制器。控制器分为两部分,一部分是等效控制器,另一部分是滑模控制器,能有效减小系统的跟踪误差。最后将所设计的鲁棒滑模控制对无人机飞行姿态控制进行仿真。仿真结果表明,新方法能提高无人机的鲁棒飞行控制能力且能实现无人机姿态的精确跟踪和稳定性控制。     

LQG/LTR控制在无人机飞行控制中的实现及仿真

针对无人机飞行过程中存在的外界干扰以及传感器量测噪声的影响,采用LQG/LTR鲁棒控制技术,设计了无人机横侧向控制的最优控制器与最优滤波器(LQG),并且通过回路传输恢复技术(LTR)来弥补LQG设计的不足,完成了某型无人机横侧向控制设计,解决了飞机模型在随机干扰下控制系统可能出现的不稳定和控制精度不够的问题,并给出仿真.仿真结果表明,LQG/LTR鲁棒控制系统实现了无人机横侧向指令的精确跟踪,具有良好的鲁棒性,满足飞机横侧向控制的要求,具有一定的实用价值.     

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.     

网络控制系统的建模与控制方法研究

网络控制系统降低了电缆成本,易于系统诊断和维护,具有很大的灵活性,因此正逐渐应用于工业控制中.在网络控制系统中,不可避免地存在网络诱导时延,这降低了系统的性能甚至使系统变得不稳定.本文研究了系统建模,控制等问题.系统仿真结果表明了本文方法的正确性和有效性.     

网络控制系统的分析与控制

网络控制系统是指通过网络形成闭环的实时反馈控制系统.针对同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统,研究了其建模、稳定性分析与控制器设计的问题.所考虑的网络诱导时延为小于一个采样周期的短时延,既可以是定常的也可以是时变的;随机丢包过程是具有普遍意义的任意丢包过程,其数字特征不必先验得到.运用Lyapunov方法,得...     

PID控制在变频调速中的应用研究

本文以锅炉供水为例,介绍了 PID 控制在变频调速中的应用研究,包括变频调速的节能分析、PID 变频调速控制系统实验装置的设计与实现,给出了实际调试变频 调速的参数,分析了参数整定时遇到的问题.     

导弹控制系统的容错控制研究

为了提高导弹姿态控制系统的可靠性,防止由于传感器失效而引起导弹自毁,提出基于信号重构的容错控制方法．为了对姿态控制系统中的传感器进行信号重构,首先考虑弹体弹性振动的影响,分析了弹体弹性振动与姿态角之间的关系;然后分析了传感器输出信号之间的关系;最后,通过解析冗余方法,用正常工作的传感器输出信号重构出现故障的传感器的正常信号．仿真实验表明了该方法的有效性．     

智能控制与常规控制

智能控制是在常规控制理论与技术基础上的进一步发展与提高,目的是在非结构化、不确 定性与控制对象有强相互作用的环境中实现过程任务(追求目标)的闭环自动控制.虽然传统 人工智能方法应用于实际控制问题有很大困难,但是把对复杂环境建模的严格数学方法研究 同人工智能中新兴学派思想的研究紧密结合起来,有可能导致新的智能控制体系结构的产生 和发展.这种研究将会在"自上而下"和"自下而上"两个方向的交汇处取得重大突破.     

无模型控制方法控制功能的分析研究

无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,从控制律的适应能力、收敛性能、抗干扰性能、解耦性能及克服大时滞的性能等5个方面分析了无模型控制方法的控制功能.把经典的PID调节器作为基本的比较对象,采用仿真比较和理论分析相结合的方法进行比较研究.分析与比较结果表明,无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,即适应性功能、收敛性能、抗干扰、解耦功能及克服大时滞功能.     

数控弹簧机控制系统的设计

介绍了用触摸屏、PLC、变频器设计数控弹簧机控制系统,详细地介绍了该机控制系统的工作原理,硬件的选型,软件的实现.该控制系统具有性价比高,参数修改容易等特点.     

热压机控制系统的PID改进

针对现有热压机多采用伺服控制系统,虽可以满足位置控制的要求,但很难实现大范围速度调节的问题,提出了一种新的热压机电液比例控制的PID改进系统。采用先开环控制再PID调节的方法,其中开环控制满足了速度调节的要求,PID调节保证了位置控制精度。并在PID调节时结合输出补偿,消除了比例流量阀的死区影响。还采用了正交试验的方法进行系统参数整定。结果表明,改进后的系统能很好地满足现代热压工艺同时实现速度及位置控制的要求。     

无人机地面站控制系统设计

起飞降落是无人机的事故高发阶段,特别是在人工控制方式下,因此对控制系统进行研究具有重大意义;通过分析车内外在各控制阶段的分工,自行设计了车外控制器、车内面板和软面板,并定义了它们之间的切换顺序,从而实现了车内外控制的良好互动,增加了起降的安全系数;该设计应用在多个项目中,取得了良好的效果;该设计具有协同简便、切换迅速、设备更换后修改量少等诸多优点,具有重要的商业价值,作为较复杂无人机的一种控制方式,填补了国内的某些空白。     

模糊控制和PID控制结合的净水厂投药控制系统

本文分析了当前混凝投药控制系统存在的问题 ,针对混凝投药过程的工艺特点 ,提出了采用模糊控制和传统PID控制相结合的混凝投药控制系统 ,改善了混凝投药的控制效果。